ad hoc网络多径路由协议相关技术研究

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1、万方数据博士学位论文AdHoc网络多径路由协议相关技术研究作者：董萍指导教师：钱焕延教授南京理工大学2014年01月万方数据Ph．D．DissertationResearchonKeyTechnologiesofMultipathRoutingProtocolsforAdHocNetworksDongPingSupervisionbyPr叮QianHuanyanNanjingUniversityofScience＆EngineeringJanuary，2014㈣6舢2删6Ⅲ3舢5舢帅7，㈣2舢Y万方数据声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，

2、在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：2D心年2月2旧学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：耋卫Ⅻ，眸)脆g日万方数据博士论文AdHoc网络多径路由协议相关技术研究摘要AdH

3、oc网络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。该网络具有拓扑动态变化、节点高速移动、信道带宽较低和终端处理能力较弱等特点。AdHoc网络作为一种特殊的无线网络，不仅广泛应用于军事作战环境以及抢险救灾，而且已经开始应用于商业活动。其独有的无线特性使得传统的有线网络路由协议无法直接被AdHoc网络所使用，因此必须设计适合AdHoc网络的协议。路由协议作为支持AdHoc网络运行的关键技术，直接关系到网络的实际应用和网络运行效率。多径路由协议相比单径路由协议而言，在负载均衡

4、、带宽利用、容错能力和动态拓扑适应性方面都更具优势。一般来说，多径路由可以分为节点不相交多径路由、链路不相交多径路由和相交多径路由。节点不相交多径路由在各方面都更具优势，但是受网络节点密度的限制，节点不相交多径也最难寻找。本文以AdHoc网络中的多径路由协议为主要研究内容，分别讨论了适用于大规模网络环境下的节点不相交多径路由协议、适用于节点高速移动网络环境下的节点不相交多径路由协议、以及适用于对传输实时性需求较高的大数据流传输环境下的最大化无干扰多径路由协议。本文的主要研究内容和创新点如下：(1)从协议扩展性的角度出发，提出一种基于地理位置信息的不相交多径路由

5、协议ZMG(Zone—basedMultipathGeographicroutingprotoc01)。该算法将网络中的所有节点视为位于同一平面区域上，充分利用节点地理位置信息，在该平面区域上通过椭圆曲线划分成不相交的子区域，然后分别在各自区域内寻找一条路径，以建立最大限度的节点不相交多径。在划分的不相交区域内构造多条路径，既考虑了节点的不相交性，又避免了简单泛洪带来的路由发现开销，提高了路由寻找的效率。在路由转发的过程中，定义了两种路由转发模式，并提出了相应的路由转发策略以及相互转化的条件。该路由转发策略能够保证在节点密集的情况下，可以构造出节点不相交多径。

6、即使在节点稀疏的情况下，也能找到相交路径条数尽可能少，相交节点个数尽可能少的多条路径。从与其它协议的对比实验中可以得出，该协议是一种适用于大规模网络环境下的节点不相交多径路由协议。(2)从协议对网络动态拓扑的适应性出发，提出～种无信标的多径路由协议。考虑到地理路由信标机制的固有缺陷，结合一种基于地理位置的无信标路由机制，在ZMG协议的基础上做出进一步的改进，使用相同的区域划分方法，但是在转发策略上融入了无信标机制。这里引入两个转发延迟函数，以保证基于竞争机制的转发策略能够实现两种模式下的正常运行与转化。为了配合竞争机制，协议对转发区域进行更加细化的划分，万方数

7、据摘要博士论文并结合转发延迟函数设计相应的竞争转发算法。该协议不仅能够进一步降低控制开销，而且更加适应网络的动态拓扑变化，是一种适用于节点高速移动的网络环境下的多径路由协议。(3)分析了现有大部分无信标路由协议由于没有考虑到实际无线信道的不可靠性而导致在实际应用中表现不理想的现象，提出了一种基于链路质量的跨层无信标地理路由协议。该协议利用物理层得到的SNR值来判断节点间的通信链路质量，结合MAC层的RTS／CTS机制来竞争转发。在不额外增加控制报文的基础上，并在竞争机制中充分考虑链路质量因素，通过选择通信质量较好的链路来减少重传，提高整体网络性能。该协议在数据

8、包投递率，端到端延迟，包副本数量等指标