蜂窝与Ad Hoc异构融合网络路由算法研究与实现
发布时间：2019-09-20 22:52
【摘要】：随着智能终端的大量普及,随时随地快速访问网络以及分享交换大量数据成为用户的迫切需求。蜂窝网络能够实现广覆盖,但是流量费用较高；Ad Hoc网络能够很好的支持用户交换大量数据且无需提前布设,但是覆盖范围有限。构建蜂窝网络和Ad Hoc网络融合网络可以很好的满足用户的上述需求。目前,蜂窝网络发展到了第四代移动通信技术,简称4G技术,已经较为成熟。但是依然难以克服蜂窝小区中的“盲点”区域和“热点”区域问题,引入Ad Hoc网络也可以较好的解决这些问题。因此,蜂窝网络和Ad Hoc网络异构融合网络成为一种发展趋势,将成为未来无线网络的一种重要形式。本文提出了一种具有多出口的蜂窝和Ad Hoc异构融合网络架构,在此异构融合网络架构中,存在普通节点和网关节点两种节点,融合网络中可以具备多个网关节点,而且多个网关节点可以具备不同的出口速率,普通节点可以通过单跳或者多跳到达各个网关,融合网络中普通节点和网关节点在一定条件下可以互相转化。在该多出口异构融合网络架构的基础之上,本文还设计了一种适用于该网络的基于RIP路由协议改进的路由算法。该路由算法支持节点之间的互相发现,能够及时感知网络拓扑变化,能够区分普通节点和网关节点,并且为每个节点找到最优的出口网关。Android作为当前最流行的移动操作系统,Android智能终端本身同时具备蜂窝端口和802.11网络端口以及其他多种传感器,同时Android移动操作系统还具有开放源代码优势。因此,本文选择Android平台对蜂窝和Ad Hoc异构融合网络及路由算法进行了实现。克服了Android平台本身不支持Ad Hoc网络、蜂窝网络端口和Ad Hoc网络端口不能同时打开的问题,此外,程序复用了Android操作系统本身的数据转发能力,提高转发效率的同时实现了对需要访问网络的第三方应用程序的兼容。最后,本文设计了网络性能测试程序对Ad Hoc单跳和多跳网络的端到端的吞吐量、时延、丢包率等多项性能指标进行了测试。本文还设计了消息、语音、文件传输等具体的业务对网络的性能进行实际的验证。此外,借助第三方测试工具,还测试了普通节点通过单跳及多跳借助网关节点访问网络的速率,验证了多跳共享蜂窝网络的可行性。
【图文】：
多种ＩＥＥＥ８０２．１１标准不同的数据传输能力，结合当前智能终端的硬件支持，提出逡逑了一种具有多出曰的蜂窝网络和ＡｄＨｏｃ网络异构融合网络模型。该多出曰异构融逡逑合网络模型的网络架构如图２．１所示。逡逑．平、、、、、、逡逑＼邋、逡逑，１逦Ｉ邋、、、逦３Ｇ逡逑＼逦ｊ、、、毒逡逑４Ｇ逡逑Ｉ网关节点邋逦Ａｄｈｏｃ通信链路逦蜂窝小区逡逑Ｉ普通节点逦一＾ｉ＞—蜂窝通信链路逦及蜂窝基站逡逑图２．邋１蜂窝和Ａｄ化Ｃ异构融合网络架构逡逑该多出日异构融合网络架构立足于用户的需求，因此网络具有临时性，而且网逡逑络的规模常常为中小型网络。逡逑该异构融合网络中主要存在两种网络节点：普通节点和网关节点。普通节点只逡逑具备Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端口，网关节点同时具备Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端曰和蜂窝通信端曰。下逡逑面首先介绍Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端口和蜂窝通信端口。逡逑Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端口用于支持融合网络中节点之间通过Ａｄ邋Ｈｏｃ网络通信。Ａｄ邋Ｈｏｃ逡逑９逡逑
例进行说明。逡逑ＬＴＥ采用分组交换方式来承载用户设备（ＵＥ，ＵｓｅｒＥｑ山ｐｍｅｎｔ）和分组数据网逡逑络（ＰＤＮ，ＰｕｂｌｉｃＤａｔａＮｅｔｗｏｒｋ）之间的ＩＰ连接。ＬＴＥ的网络架构如图２．６口Ｉ］所示。逡逑ｊ邋ＥＰＣ摦图画Ｉ逡逑？‘‘逦乱逡逑＊逦。－＾＾＾Ｔ＊＊＊＇＊＊＊＂＂＂＇．ｊ—邋？＊＊＊＊＊＾＾。＇）逦’，逡逑ｉ逦Ｃｌ邋Ｖ－＇ｌｌ．．＊逦＼邋／，，逦．逦＼—一、，逡逑！邋ＥＵＴＲＡＮ逦（兴，邋ｘ２逦＞逡逑：逦／邋？。八逦／邋ｅＮＢ邋：逡逑吉逦＾逦／心p哄澹危靛义希
本文编号：2539048
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多种ＩＥＥＥ８０２．１１标准不同的数据传输能力，结合当前智能终端的硬件支持，提出逡逑了一种具有多出曰的蜂窝网络和ＡｄＨｏｃ网络异构融合网络模型。该多出曰异构融逡逑合网络模型的网络架构如图２．１所示。逡逑．平、、、、、、逡逑＼邋、逡逑，１逦Ｉ邋、、、逦３Ｇ逡逑＼逦ｊ、、、毒逡逑４Ｇ逡逑Ｉ网关节点邋逦Ａｄｈｏｃ通信链路逦蜂窝小区逡逑Ｉ普通节点逦一＾ｉ＞—蜂窝通信链路逦及蜂窝基站逡逑图２．邋１蜂窝和Ａｄ化Ｃ异构融合网络架构逡逑该多出日异构融合网络架构立足于用户的需求，因此网络具有临时性，而且网逡逑络的规模常常为中小型网络。逡逑该异构融合网络中主要存在两种网络节点：普通节点和网关节点。普通节点只逡逑具备Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端口，网关节点同时具备Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端曰和蜂窝通信端曰。下逡逑面首先介绍Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端口和蜂窝通信端口。逡逑Ａｄ邋Ｈｏｃ通信端口用于支持融合网络中节点之间通过Ａｄ邋Ｈｏｃ网络通信。Ａｄ邋Ｈｏｃ逡逑９逡逑
例进行说明。逡逑ＬＴＥ采用分组交换方式来承载用户设备（ＵＥ，ＵｓｅｒＥｑ山ｐｍｅｎｔ）和分组数据网逡逑络（ＰＤＮ，ＰｕｂｌｉｃＤａｔａＮｅｔｗｏｒｋ）之间的ＩＰ连接。ＬＴＥ的网络架构如图２．６口Ｉ］所示。逡逑ｊ邋ＥＰＣ摦图画Ｉ逡逑？‘‘逦乱逡逑＊逦。－＾＾＾Ｔ＊＊＊＇＊＊＊＂＂＂＇．ｊ—邋？＊＊＊＊＊＾＾。＇）逦’，逡逑ｉ逦Ｃｌ邋Ｖ－＇ｌｌ．．＊逦＼邋／，，逦．逦＼—一、，逡逑！邋ＥＵＴＲＡＮ逦（兴，邋ｘ２逦＞逡逑：逦／邋？。八逦／邋ｅＮＢ邋：逡逑吉逦＾逦／心p哄澹危靛义希
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