ad+hoc网络的单播和组播路由协议的研究

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1、2006届研究生博士学位论文Y896414学校代码：10269学号；YB0324t009纂褰曛忿震擎AdHoe网络的单播和组播路由协议的研究院系：让簋狃登兰撞盔至专业：丞统筮叛童塞盛研究方向：盐篡扭匦终指导教师：三篮熬援姓名：生握二oO六年四月孥来痔范大学潜士学位论文论文摘荽论文摘要AdHoc网络无需固定基站的支持，节点之间通过无线链路进行通信，使用方便、配置灵活，已经引起了人们广泛的关注。AdHoc网络的研究领域中有诤多嚣要解决的问题，如：潞由协议、能量节省和网络安全等，其中路由协议是AdHoc阚络实现的关键润题。路由可

2、分为单播路由、组播路由和广播路由。本文研究具有平西结构的AdHoc网络豹单播和组播闯题，豳绕着优化和提商网络性能等问题进行了深入的研究，主要的研究内昝和创新性结果如下：1．网络额扑麴动态牲便路由节点维护的跷由信息莛有缀强的时效性。针对矗dHoc阏络搐扑易交的特性，必须设计出简单有效的路由维护算法。本文将链路状态预测算法引入刭AdHoc网络的荦播路蠹巍议AODV审。解决了AODV不自＆及时发域断裂链路而导致网络报文丢失和网络传输时羝增加的闯题。链路预测算法根据无线传播的原理和节点运动的规律，利燃接收报文的能量发现即将失效的链

3、路，然后对帮将失效的路径提前作出处理。本文提出了二个基于链路失效预测的路由维护算法。第一个算法是：当节点发现即将失效的链路后，在该链路失效蘸，将链路印将失效豹信息传递绘所有使掰该链路的活动路径豹源节点，由源节点根据需要进行相威的处理。这样避免了失效链路的使用以及报文的丢失，降低了网络中报文鲍投递时延。第二晕中方法称为抢先式路出算法，鼯在路由失效前不但簧报告链路失效的信息而且修复失效路径，为了避免产生过多豹控制汗销，我们使用了局部终窿修复的方法。捻先式路出算法降低了姻络中搬文的投递醛延，减少了因无路由雨茁失的报文数，但导致路

4、由开销略有增加。2．缎播楚Adhoc中的燕要应用，组播的实现霈要良好的缎播路由协议的支持。在已提出的组捶协议中，ODMRP协议犍能建姆，对蒂点移动导致的网络拓扑结构变化的抗毁性也较强。但当鼹络中发送节点数较多时，ODMRP协议中冗余路径太多，使潮络中的无效冗余报文占用过多的隧络带宽资源，容弱弓

5、趣信遂资源的竞争和网络冲突。针对该问题，本文提出了两个基予概率的数据转发算法，并将其应用到∞M肿协议中。第一个转发算法使ODMRP协议中的转发节点根据局部转发节点的密度，动态遗选择转发概率并按魏概率转发数据报文。当局部转发节点密度较

6、小时，使用较大的转发概率，这样不会降低隧络的报文投递率；当局郝转发节点密度较大时，剐以较小的概率转发报文，从丽控制网络中的冗余报文数，减少网络带宽的浪费程度，掇高报文传递的效率。第二个概率转发算法使ODMRP中的转发带点搬据牧到同一个掇文的次数和与发邀报文的节点距离决定是否转发该报文，如粜同一个搬文被收到的次数达到某个阙值，则丢弃该报文，否则进行转发操俸。瓣售通过接收节点与发送节点闼豹距离动态调整，如果转发节点距离发送节点较远，则设置较大的闽值，使报文被转发的概率增加；否则，设黄较小的闽值，使报文被丢弃的概率增加。仿真结果

7、证实，这两个转发算法通过减少网络中无效冗余的数据报文，提高了OI)MRP中掇文传递的有效性，明显降低了数据报文的传输时延，增强了蜘议的可扩展性。3．本文还箍出了芨应式的组箍路由协议瑚壮。麟抻是基于负载的反应式组播辩由协议，因此能有效地利用网络资源。此外，协议从所有发送节点中选出一个核华衮师范太学博士学位论文论文攮要心节点，由核心节点周期性地广播核心通告信息，网络中其它节点收到该信息后，获取了到达核心节点的最短路径。核心遥告信息传递到组成员詹，由组成员节点利用到核心的最短路径发送请求加入组的绩息，核心节点和成员节点润所有最短

8、路径上的节点的集合构成了网格组播结构。组播结构建立后，发送节点首先利用到核心的最短路径将数据向核心节点方向发送，任一转发节点收到后，在网格中洪泛该报文，使数据报文到达每个成员节点。RM肿由核心节点洪泛控制信息，节省了由每个发送节点浃泛控制信息潸耗的蒂宽资源；由予缝搔转发结构仅蠹核心节点与组成员节赢阀的最短路径上的节点构成，转发节点的数目和潮络中的冗余报文数受发送节点数的影响较小；鼬岍使用了基于网状的组播绐构，提高了网络对节点移动导致的拓扑结构变化的抗毁性。除核心节点外的发送节点无需加入组播结构就可发送数据，避免了不需要数据

9、的发送节点接收到组播撤文。啪俨不依赖经{毒孽播旃议，因戴实现灵活。仿真结果表明，与ODMRP协议相比，该游议在轻负载时性能和ODMRP协议相当，而在重负载对协议的性能明显撖好于ODMRP协议。关键词：MANET，单播骆由协议，组播路由协议，链路状态预测，抢先式路由簿法，基于概率的数据转发珏华东师范大学博