无人机AD-HOC网络路由算法研究

发布时间：2017-09-05 00:49

  本文关键词：无人机AD-HOC网络路由算法研究

  更多相关文章： 无人机AD-HOC网络 OLSR 局部平均稳定度 拥塞和能量 分簇路由和分簇最佳值

【摘要】：如今,无人机技术在民用、军事航空领域体现出了越来越大的实际应用价值,而又在如今的大互联网时代,无人机AD-HOC(移动自组织)网络路由技术将日益成为一个国家未来无人机战略中的重要的核心关键技术。如今有很多运用在传统AD-HOC网络中的路由技术。但是,将它们运用在无人机AD-HOC网络上会造成网络性能的下降。因此,本文将针对无人机AD-HOC网络,对其路由算法进行研究以及改进,以此提升网络性能。主要有以下两方面:(1)平级结构下针对无人机AD-HOC网络中普遍存在的节点移动速度快以及拓扑变化快,节点负载大,电池能量不足的特点,以无人机群中在前端作战的无人机为研究对象,为了使节点能够感知局部区域拓扑稳定状况,拥塞以及能耗情况,通过建立局部平均稳定度模型,获取MAC层的节点的拥塞情况,计算节点的相对剩余能量,融合节点的局部平均稳定度、拥塞度和相对剩余能量指数到OLSR路由协议中,设计出基于跨层的能感知移动性,拥塞和能量的自适应OLSR路由算法(MECA-OLSR Mobility、Congestion and Energy Aware-OLSR),运用网络仿真设计实现MCEA-OLSR路由算法,仿真表明MECA-OLSR比经典OLSR具有更好的网络性能。(2)分级结构下,为了提高中继无人机AD-HOC网络的可扩充性,根据上面所提到的局部平均稳定度,设计出无人机群采用的基于局部平均稳定度的自适应分簇路由协议(ADC路由协议,Adapted With Degree of Local Average Stability Clustering Routing Protocol),然后深入分析并推导平均通信时延与分簇个数的数学关系式后,得出分簇最佳值。在OPNET网络仿真平台上设计实现基于ADC分簇路由的分簇最佳值的模型,验证分级结构下分簇最佳值与所推导的数学模型的一致性。最后仿真验证基于ADC的分簇最佳值比没有融入ADC的分簇最佳值具有更好的网络性能。本文所提出的两种路由算法的机制、思想以及协议设计准则已在某研究所的项目中有所运用,它不仅能够应用到无人机AD-HOC网络中,而且其它AD-HOC网络也可以应用此算法。
【关键词】：无人机AD-HOC网络 OLSR 局部平均稳定度 拥塞和能量 分簇路由和分簇最佳值
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景及研究现状11-18
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2 研究内容及意义18-19
• 1.3 研究目标19
• 1.4 论文章节安排19-21
• 第二章 AD-HOC网络路由协议原理及仿真平台21-38
• 2.1 OLSR路由协议原理21-28
• 2.1.1 OLSR路由协议基本概念21
• 2.1.2 OLSR路由协议的核心思想21-22
• 2.1.3 OLSR路由协议的表格式与分组格式22-27
• 2.1.4 OLSR路由协议算法描述27-28
• 2.2 分簇路由协议原理28-33
• 2.2.1 分簇路由算法的基本概念28-29
• 2.2.2 分簇路由算法的目标和一般过程29
• 2.2.3 经典分簇路由算法29-31
• 2.2.4 分簇路由算法中对选择分簇个数问题的讨论31-33
• 2.2.5 分簇路由算法和MAC层的关联33
• 2.3 仿真平台介绍33-36
• 2.3.1 网络仿真概念33-34
• 2.3.2 仿真平台介绍34-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 无人机AD-HOC网络路由协议算法研究38-60
• 3.1 相对移动性、拥塞和能量感知的自适应OLSR路由算法研究38-52
• 3.1.1 无人机AD-HOC网络节点相对移动性感知研究38-40
• 3.1.1.1 节点具有平滑突发机制的相对移动量38-40
• 3.1.1.2 节点局部平均稳定度40
• 3.1.2 无人机AD-HOC网络节点的能量感知研究40-42
• 3.1.2.1 一些典型的能量度量模型40-41
• 3.1.2.2 相对剩余能量指数模型41-42
• 3.1.3 无人机AD-HOC网络节点的拥塞感知研究42-43
• 3.1.4 基于跨层的能感知拥塞和能量的自适应willingness设置机制研究43-45
• 3.1.5 基于局部平均稳定度的多点中继（MPR）选择算法研究45-47
• 3.1.6 MCEA OLSR相关分组与链路库格式设置算法研究47-52
• 3.1.6.1 HELLO分组格式改进研究47-49
• 3.1.6.2 本地链路库和相邻节点链路库格式改进研究49-50
• 3.1.6.3 相对移动量与局部平均稳定度设计算法研究50-52
• 3.2 基于局部平均稳定度的分簇算法及分簇最佳值问题研究52-59
• 3.2.1 基于局部平均稳定度的自适应分簇算法研究52-54
• 3.2.1.1 ADC算法的假设条件52
• 3.2.1.2 ADC数学模型研究52
• 3.2.1.3 ADC算法的分簇过程研究52-54
• 3.2.2 分簇最佳值数学建模前提54-55
• 3.2.2.1 影响分簇成员个数的因素研究54
• 3.2.2.2 数学建模参数设计54-55
• 3.2.3 分簇最佳值数学建模研究55-58
• 3.2.4 融合ADC算法的分簇最佳值设计58-59
• 3.3 本章小结59-60
• 第四章 无人机AD-HOC网络路由算法设计与仿真实现60-72
• 4.1 MCEA -OLSR路由协议设计与仿真实现60-66
• 4.1.1 MCEA OLSR协议OPNET层次建模60
• 4.1.2 MCEA OLSR协议OPNET网络域的设计实现60-62
• 4.1.3 MCEA OLSR协议OPNET节点域的设计实现62-63
• 4.1.4 MCEA OLSR协议OPNET进程域的设计实现63-66
• 4.2 基于ADC的分簇最佳值设计与仿真实现66-71
• 4.2.1 基于ADC的分簇最佳值网络域的设计实现66-67
• 4.2.2 基于ADC的分簇最佳值节点模块的设计实现67-69
• 4.2.3 基于ADC的分簇最佳值进程模块的设计实现69-71
• 4.3 本章小结71-72
• 第五章 无人机AD-HOC网络路由算法验证与结果分析72-80
• 5.1 MCEA OLSR路由算法仿真验证与结果分析72-75
• 5.2 基于ADC的分簇最佳值测试验证与结果分析75-79
• 5.3 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 6.1 总结80
• 6.2 展望80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-87
• 附录87-90
• 攻硕期间取得的研究成果90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 黄伟,李腊元,孙强;MANET路由协议DSR的OPNET实现及仿真[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2005年02期

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本文编号：794855