【摘要】：移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與Internet的互聯(lián)可以擴(kuò)展MANET的應(yīng)用范圍,而網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法作為實(shí)現(xiàn)MANET和Internet網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的核心技術(shù),成了無線通信技術(shù)所面臨的一大熱點(diǎn)問題。盡管目前已經(jīng)有很多關(guān)于網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)的算法和模型提出,但是在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的分布場景上、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的物理距離上和優(yōu)化網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置方面尚需進(jìn)一步的研究。因此,在本文中,就網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)性能方面,對網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法進(jìn)行了深入的研究分析,進(jìn)而提出一種網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法使其既考慮了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的分布情況,根據(jù)不同的分布狀態(tài)采取不同的網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)策略,并且根據(jù)節(jié)點(diǎn)分布調(diào)整網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置,使網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)既能及時(shí)滿足移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信需求又能提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量等性能指標(biāo)。本文的主要研究成果為:(1)提出網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)的數(shù)學(xué)定義,并從該定義出發(fā),對MANET中節(jié)點(diǎn)之間路徑建立時(shí)使用的AODV協(xié)議做了詳細(xì)的介紹。通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱鼍爸泄?jié)點(diǎn)分布情況對自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法中的關(guān)鍵因素(網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)量、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置、網(wǎng)關(guān)通告半徑)加以分析,提出這些因素對網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法性能上的影響。(2)提出一種基于DV-Hop定位三個(gè)網(wǎng)關(guān)自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法。在大量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)均勻分布的場景下,根據(jù)DV-Hop定位算法原理,利用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù),對移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行估算,網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)已估算的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置信息和自身位置信息計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際距離,通過比較三個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際距離,確定離該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)最近的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)其與該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)。通過將上述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)方式和單個(gè)網(wǎng)關(guān)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)方式進(jìn)行對比,驗(yàn)證該算法在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)吞吐量、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、數(shù)據(jù)的分組傳遞率等性能指標(biāo)上的優(yōu)越性。在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)周期性地發(fā)送網(wǎng)關(guān)公告信息范圍的確定上,通過網(wǎng)關(guān)公告信息中包含的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度字段,判斷接收到網(wǎng)關(guān)公告消息的節(jié)點(diǎn)是否需要轉(zhuǎn)發(fā)該公告消息,進(jìn)而達(dá)到了自適應(yīng)地調(diào)整網(wǎng)關(guān)發(fā)送網(wǎng)關(guān)公告范圍的目的。該算法減少了發(fā)送控制報(bào)文的開銷,從整體上提高了網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。(3)提出一種基于K-mean算法網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置優(yōu)化的網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法。在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以簇的形式分布的場景下,根據(jù)K-mean聚類算法思想,通過上一章提到的DV-Hop定位算法對移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位,以定位得出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的分布狀態(tài)為基礎(chǔ),將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分為三個(gè)簇,這三個(gè)簇之間相對遠(yuǎn)離,簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)相對緊湊。通過為每個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)找中心節(jié)點(diǎn)位置的方法為每個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)部署位置,使三個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)分別位于三個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的中心位置。為三個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)部署位置后,再進(jìn)行三網(wǎng)關(guān)的自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)。該算法能夠?qū)崿F(xiàn)較好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,從整體上縮短實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際距離,從而縮短了數(shù)據(jù)傳輸路徑,提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量,降低網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲,提高分組傳遞效率。本文在對已有網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出一種基于DV-Hop定位算法的三個(gè)網(wǎng)關(guān)的自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法和基于K-mean算法網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置優(yōu)化的三網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法。為網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法提出了一種新的思路和方法,對網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法的完善以及日后的研究和實(shí)踐了提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

圖 1-1 網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方法 MANET 與 Internet 互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方法可以分為四種：主動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方發(fā)現(xiàn)方法、混合網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方法和自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方法[23-25]。主動(dòng)式網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)的方案中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)向整個(gè) MANET 廣播網(wǎng)關(guān)通告消息（GWADV 覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)都能接收到該通告報(bào)文，接收到 GWADV 報(bào)文之后前不曾有到達(dá)此網(wǎng)關(guān)的路由，就會(huì)在它的路由表中建立一個(gè)到此網(wǎng)關(guān)的路，就更新它之前保存的路由表項(xiàng)。主動(dòng)式網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方案可以提供較好的訪GWADV 的全網(wǎng)泛洪，會(huì)造成大量的控制報(bào)文開銷。Batsell 等人提ET 方法是較早的主動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方案[26]。MANET 節(jié)點(diǎn)利用移動(dòng) IP 代理發(fā)外地代理（FA）與 Internet 實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。FA 可以被視為網(wǎng)關(guān)，它發(fā)送的代理為 GWADV。MIPMANET 在節(jié)點(diǎn)和 FA 之間使用的是經(jīng)典的 AODV 路由協(xié)

則向發(fā)起節(jié)點(diǎn)以單播方式發(fā)送 RREP；如果不是，則應(yīng)該先在自身維護(hù)的路由表是否有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的有效路由，如果存在有路徑，則向發(fā)起節(jié)點(diǎn)單播發(fā)送 RRE將繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā) RREQ 報(bào)文以進(jìn)行查找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，AODV 詳細(xì)工作流程如圖 2-2。開始

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 劉騰飛;秦雅娟;王利利;;代理移動(dòng)IPv6下子網(wǎng)移動(dòng)方案的實(shí)現(xiàn)與分析[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

2 王林濤;張新有;;AODV自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)及仿真[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年08期

3 熊健;向勇;;無線自組網(wǎng)與Internet互聯(lián)方案比較[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2008年09期

4 掌明;;基于最大生存周期的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量模型研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2007年21期

5 楊善林;李永森;胡笑旋;潘若愚;;K-MEANS算法中的K值優(yōu)化問題研究[J];系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐;2006年02期

6 聶晶;賀昕;周正;趙成林;;移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析[J];電子科學(xué)技術(shù)評論;2005年06期

7 萬象,姚尹雄,王豪行;移動(dòng)Ad-Hoc網(wǎng)基于中心代理的移動(dòng)接入簇化算法[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

8 姚尹雄,王豪行;一種基于中心代理的移動(dòng)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)接入方法[J];通信學(xué)報(bào);2001年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李昕;利用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)MANET接入Internet關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];東北大學(xué)　;2009年

2 陳曉華;基于IPv6的移動(dòng)子網(wǎng)路由原理及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 康睿;一種改進(jìn)的基于WSN的DV-Hop定位算法[D];吉林大學(xué);2017年

2 喬端瑞;基于K-means算法及層次聚類算法的研究與應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2016年

3 王林山;PMIPv6移動(dòng)子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)v4/v6穿越技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2015年

4 吳瓊;基于網(wǎng)關(guān)的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與Internet互聯(lián)問題的研究[D];遼寧大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2715077