【摘要】：無線自組織網(wǎng)絡是一種完全不依賴固定通信基礎設施的通信網(wǎng)絡,具有快捷組網(wǎng)、抗毀性強的特點。因此,無線自組織網(wǎng)絡在戰(zhàn)場作戰(zhàn)、災后救援或緊急搜索場景下得到了廣泛的使用。在某些特殊場景下,自組織網(wǎng)絡中的便攜式通信設備一般采用能量有限的電池進行供電,因此如何降低節(jié)點功耗,延長網(wǎng)絡生存時間顯得尤為重要。而路由協(xié)議設計的優(yōu)劣在降低功耗方面又起著關鍵性作用。LAR協(xié)議是一種典型的基于位置信息的路由協(xié)議,它通過位置信息的輔助,限制了轉發(fā)范圍,降低了功耗。但LAR協(xié)議依舊存在不足:在建立路由過程中,受限于請求區(qū)域的大小,首次尋路就能成功建立路由的概率較低;在建立路由過程中沒有考慮選取路徑的穩(wěn)定性;當建立路由失敗后,直接退化為廣播泛洪,急劇增大網(wǎng)絡負載。針對LAR協(xié)議存在的以上不足進行優(yōu)化,本文提出改進型協(xié)議——LPC-LAR。首先,LPC-LAR協(xié)議在建立路由過程中通過對節(jié)點的位置進行預測,提高了節(jié)點首次尋路成功的概率;其次,優(yōu)化了請求區(qū)域內(nèi)轉發(fā)節(jié)點的選取策略,只有位于最優(yōu)候選區(qū)的鄰居節(jié)點才有轉發(fā)資格,位于次優(yōu)候選區(qū)節(jié)點的轉發(fā)取決于最優(yōu)候選區(qū),減少了轉發(fā)節(jié)點數(shù)量且提高了所建路徑的穩(wěn)定性;最后,避免路由請求直接退化為廣播泛洪,而是重新規(guī)劃新的請求區(qū)域,發(fā)送路由請求分組,完成路由建立。通過上述三個方面的優(yōu)化,提高了所建路徑的穩(wěn)定性,減少了廣播泛洪次數(shù)和轉發(fā)節(jié)點個數(shù),從而達到了降低功耗的目的。為了驗證LPC-LAR協(xié)議的性能,在OPNET平臺上對LPC-LAR路由協(xié)議進行建模仿真,并與LAR協(xié)議進行對比。通過在不同的網(wǎng)絡場景下,如節(jié)點移動速率、網(wǎng)絡規(guī)模等,對比控制開銷、分組到達率和端到端時延等性能參數(shù)。仿真結果表明,LPC-LAR路由協(xié)議不僅具有更高的分組投遞率,而且具有較低的控制開銷,與LAR路由協(xié)議相比有一定的性能提升,能夠實現(xiàn)低功耗的目標。
【圖文】：

4.2.1 仿真網(wǎng)絡模型圖 4.1 給出了本次仿真的其中一個基本網(wǎng)絡模型。圖4.1 仿真網(wǎng)絡的拓撲結構設置的網(wǎng)絡仿真范圍是 10Km*10Km，網(wǎng)絡中包含有 40 個移動節(jié)點和一個mobility 應用模型，場景切換可以通過菜單 Scenarios Switch To Scenario 選項來完成。網(wǎng)絡中的節(jié)點是隨機分布的，運動軌跡也是隨機的，移動速度為變量，可以進行修改。節(jié)點間通信使用的是 IEEE802.11 無線通信協(xié)議。為了仿真實現(xiàn)的方便，地理位置直接使用 X 坐標軸和 Y 坐標軸來表示。在仿真網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡中節(jié)點的移動方式是由移動配置器來控制的，本文采用了常見的隨機運動模型。在后續(xù)仿真過程為了進

source 模塊、sink 模塊、route 模塊、mac_intf 模塊、802_11_DFC_mac 模塊、port_rx模塊、port_tx 模塊等組成。圖4.2 節(jié)點模型各個模塊的具體功能：source 模塊是信號源模塊，，主要用于模擬產(chǎn)生業(yè)務數(shù)據(jù)包，并投遞給 route 模塊，作為輸入負載；sink 模塊是用來處理經(jīng) mac 層、路由層上傳上來的，要接收處理的數(shù)據(jù)包，最后銷毀等；route 模塊是實現(xiàn)本文所設計的基于位置的低功耗自組網(wǎng)路由算法——LPC-LAR算法，保證分組多跳的傳遞到目的節(jié)點；mac_inf 模塊主要用來完成節(jié)點路由層地址與 mac 地址的轉換，實現(xiàn)一一映射；802_11_DCF_mac 模塊主要是實現(xiàn) CSMA/CA 協(xié)議，保證多個節(jié)點可以共享無線信道；port_tx 模塊是發(fā)信機模塊，主要作用是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到無線信道中進行傳輸；port_rx 模塊是收信機模塊
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻】

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本文編號：2636688