无线Mesh网络路由协议的研究与仿真

发布时间：2017-10-20 05:20

  本文关键词：无线Mesh网络路由协议的研究与仿真

  更多相关文章： 无线Mesh AODV 多路径 AODV-BRS

【摘要】：无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)是一种分布式的网络结构。它的特点是:多跳、自组织和自愈,是一种高速高容的网线网络结构。作为无线移动通信与IP技术的结合,它为小范围地域内多个网络同时存在提供了可能性解决方案。并且这些区域内的网络实现了可变的拓扑和动态的路由能力。无线Mesh网络由Ad Hoc网络发展而来但静态于Ad Hoc,相当于Internet的无线版本。AODV协议作为一种按需路由算法,在无线Mesh网络中有着最为广泛的应用。但在无线Mesh网中,AODV协议路由表中的节点变为不可达即出现断路时,会重新发起整个路由请求过程。这会导致这段时间内的网络延迟骤然上升,是一个亟待解决的问题。本文分析了目前主流的路由算法,之后对AODV系列协议进行了详尽的对比分析,提出了实现多路径改进的重要性。AODV-BR协议作为目前比较主流的AODV协议多路径改进方法之一,在没有增加任何新的控制信息的情况下,每个节点都维护了多条到目的节点的后备路径,这使分组投递成功率得到了极大程度的提高,但仍然存在多个重复数据被传送至目的节点、备份路由机制低效等弊端,造成资源的浪费。此外,AODV-BR协议仍然沿用着AODV协议原有的本地修复策略,其中存在的效率问题并没有进行有针对性的改进。本文基于AODV-BR协议,提出了以下改进方案:加入节点对重复数据包的处理流程,确保同一数据包不会有多份的复制在链路中被发送而造成链路使用的浪费;将备用路由的使用方法改为发现断路的节点就地直接启用并发送数据来替代原有利用邻居的备用路由将数据继续发送的机制;在路由请求建立备用路由的过程中,不仅对非主路径上的节点建立备用路由,并且为主路径上的节点同时建立备用路由;在节点发现链路断路时直接采用在备用路由建立阶段建立的路由;以及在发起本地修复时针对节点密度选择修复节点并优先采用代价较小的广播进行修复。最后采用仿真工具NS2进行算法验证,对提出的AODV-BRS协议与AODV、AODV-BR进行了对比分析。仿真结果表明,AODV-BRS协议比AODV-BR协议,有着更短的延迟和更高的分组投递率。
【关键词】：无线Mesh AODV 多路径 AODV-BRS
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 研究价值和背景9-10
• 1.3 研究现状与研究目标10-11
• 1.4 论文主要工作11-12
• 1.5 论文结构12-13
• 第2章 无线Mesh网络13-25
• 2.1 无线Mesh网络概述13-14
• 2.2 无线Mesh网络结构14-16
• 2.2.1 骨干网Mesh结构14-15
• 2.2.2 客户端Mesh结构15
• 2.2.3 混合Mesh结构15-16
• 2.3 无线Mesh网络各层结构及研究热点16-18
• 2.4 无线Mesh网络的路由协议18-23
• 2.4.1 预先路由19-21
• 2.4.2 按需路由21-23
• 2.5 本章小结23-25
• 第3章 AODV系列协议的分析与实现25-45
• 3.1 AODV路由协议工作机制25-30
• 3.1.1 报文格式25-28
• 3.1.2 报文格式处理流程28-29
• 3.1.3 路由发现过程29-30
• 3.1.4 路由维护过程30
• 3.2 AODV多径路由改进现状30-34
• 3.2.1 AOMDV31-32
• 3.2.2 AODVM32-33
• 3.2.3 AODV-BR33-34
• 3.3 AODV-BR协议的研究34-37
• 3.3.1 AODV-BR路由发现过程分析34-36
• 3.3.2 AODV-BR路由维护过程分析36-37
• 3.4 AODV-BR的实现37-43
• 3.4.1 体系结构37-38
• 3.4.2 备用路由表的管理38-40
• 3.4.3 邻居“监听”RREP40-41
• 3.4.4 控制信息处理41-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第4章 AODV-BR协议的改进与仿真45-73
• 4.1 AODV-BR局限性分析45-47
• 4.1.1 数据拷贝问题45-46
• 4.1.2 备用路径结构的不足46-47
• 4.1.3 本地修复策略代价高47
• 4.2 冗余信息处理47-51
• 4.3 备份路由机制的改进51-57
• 4.3.1 备份路由建立机制的改进51-55
• 4.3.2 备份路由启用机制的改进55-57
• 4.4 本地修复策略改进57-62
• 4.4.1 修复节点的选择57-58
• 4.4.2 跳数长度的处理58-59
• 4.4.3 无法修复的处理59
• 4.4.4 邻居密度阈值59-60
• 4.4.5 修复策略完整描述60-62
• 4.5 AODV-BRS协议的仿真62-71
• 4.5.1 仿真工具NS262-63
• 4.5.2 协议仿真的参数63-64
• 4.5.3 Mesh节点模型64-65
• 4.5.4 Mesh仿真场景65-67
• 4.5.5 仿真结果分析67-71
• 4.6 本章小结71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-81
• 致谢81

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本文编号：1065454