本文關(guān)鍵詞：MANET中QoS保障技術(shù)研究

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【摘要】：MANET,即移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(Moblie Ad Hoc Network),是一種節(jié)點(diǎn)可獨(dú)立自由地移動(dòng)且可以自組織組網(wǎng)的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。目前MANET已經(jīng)在商業(yè)、軍事、應(yīng)急等諸多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,而其無(wú)中心,自組織組網(wǎng),對(duì)固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施依賴性低,抗毀性強(qiáng)的特點(diǎn),正令其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。近年來(lái)移動(dòng)終端快速普及,無(wú)線通信技術(shù)不斷發(fā)展,這些都為多媒體業(yè)務(wù)的爆發(fā)提供了條件,然而網(wǎng)絡(luò)的QoS性能也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。但是MANET中節(jié)點(diǎn)獨(dú)立且不受限地自由移動(dòng),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳环�(wěn)定,鏈路持續(xù)時(shí)間短,需頻繁進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn),繼而影響了業(yè)務(wù)的可靠穩(wěn)定傳輸。針對(duì)上述問(wèn)題,本文深入分析對(duì)比了現(xiàn)有路由算法的性能,選取兩種典型算法:蟻群算法及粒子群算法進(jìn)行了研究分析,并進(jìn)行相應(yīng)融合,進(jìn)而應(yīng)用融合算法改進(jìn)MANET路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,結(jié)合目前熱門的智能算法研究趨勢(shì),分析兩種優(yōu)秀算法:蟻群以及粒子群算法。非線性組合優(yōu)化問(wèn)題在日常生活中十分常見(jiàn),而QoS路由問(wèn)題是典型該類問(wèn)題,針對(duì)此類問(wèn)題的求解,蟻群算法是應(yīng)用效果較好的一種算法,但同時(shí)它也存在如搜索速度較慢和過(guò)于早熟收斂等固有缺陷。而粒子群算法恰好具有更快的搜索速度以及更容易飛越局部最優(yōu)的特性。因此,本文考慮將兩種算法進(jìn)行融合,首先利用蟻群算法獲得備選路徑集合,再將備選路徑集合作為粒子群算法的輸入集合,得到一種蟻群-粒子群融合算法,進(jìn)行優(yōu)中選優(yōu),從而選取最優(yōu)路徑。通過(guò)MATLAB進(jìn)行仿真,對(duì)蟻群-粒子群融合算法以及其他三種算法在解決旅行商問(wèn)題時(shí)的性能及收斂過(guò)程進(jìn)行對(duì)比,以驗(yàn)證算法改進(jìn)的效果。其次,結(jié)合提出的蟻群-粒子群融合算法對(duì)現(xiàn)有MANET路由協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)及維護(hù)階段進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),提出基于蟻群-粒子群優(yōu)化算法的QoS路由協(xié)議(Ant Colony-Particle Swarm Optimization QoS Routing Protocol based on AODV,APQ-AODV)。相對(duì)于AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector),APQ-AODV在PDR(Packet Delivery Ratio),RDF(Route discovery frequency),RPO(Routing Packets Overhead)三方面均有提高,相對(duì)現(xiàn)有的基于蟻群算法的路由協(xié)議,APQ-AODV縮短了路由發(fā)現(xiàn)時(shí)間,更好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?路徑質(zhì)量更優(yōu)。本文通過(guò)NS2仿真軟件對(duì)APQ-AODV進(jìn)行仿真,并與AODV以及ARA(Ant colony based Routing Algorithm for MANET)協(xié)議進(jìn)行性能對(duì)比,以驗(yàn)證APQ-AODV協(xié)議的有效性。通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)暫停時(shí)間以及發(fā)包速率這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制,分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的仿真環(huán)境,并在此環(huán)境下對(duì)3種路由協(xié)議進(jìn)行仿真,進(jìn)而對(duì)比其4項(xiàng)重要指標(biāo),一是分組投遞率;二是歸一化路由開(kāi)銷;三是路由發(fā)現(xiàn)頻率;四是平均端到端時(shí)延。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:APQ-AODV與AODV相比由于APQ-AODV路由協(xié)議并非基于最短路徑,所以在平均端到端時(shí)延方面的表現(xiàn)略遜于AODV,除了平均端到端時(shí)延,在其他三個(gè)方面都有所提高,而且隨著節(jié)點(diǎn)暫停時(shí)間縮短,發(fā)包速率提高,其優(yōu)勢(shì)越明顯;相對(duì)于ARA協(xié)議,APQ-AODV綜合性能有所提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的APQ-AODV協(xié)議在多項(xiàng)參數(shù)上均有所改進(jìn)。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP18;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1266207