无线Mesh网中位置辅助的路由协议研究与实现

发布时间：2017-06-12 17:05

  本文关键词：无线Mesh网中位置辅助的路由协议研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线Mesh网络是一种由Ad hoc网络发展而来的移动多跳自组织网络,以其部署快速、成本较低、覆盖范围广、自治愈、可扩展等优点,成为近年来研究的热点,而高效灵活的路由协议是无线Mesh技术的关键之一。与此同时,在GPS定位基础上,无线自主定位不断发展成熟,这使得获取节点位置成为普遍可能。因此,本论文将位置信息与路由过程结合,提出应用于无线Mesh网络中的位置辅助动态寻找域路由协议LAWMP。本文首先介绍了无线Mesh网络架构特点和适用环境,表明对其路由算法的性能要求,即业务流趋势集中、节点有移动性且随机动态加入或离开、多跳传输等,并总结了无线路由技术的发展历程以及其两种典型的分类方法：一是通过网络节点计算优先路由的依据将其分为距离矢量路由和链路状态路由,二是通过网络节点获取路由信息的方法将其分为表驱动路由和按需路由。然后本文研究了基础的无线路由协议AODV和HWMP,分别从算法流程和数据结构方面分析其控制分组结构、路由表条目、存储转发流程,对两种路由算法进行仿真对比,结果表明HWMP较适用于无线Mesh网络,但时延稳定性不足。为改善无线路由协议HWMP稳定性,可将位置信息提供给路由算法。为此,本文研究了无线定位算法,利用多普勒频移判断节点是否移动,以选择定位算法,若静止,采用泰勒级数定位算法；若移动,则采用经典Chan算法。之后本文提出应用于无线Mesh网络中的位置辅助的动态寻找域路由协议LAWMP.在通过周期发送的Beacon帧获取网内节点位置信息后,源节点发起路由请求时要设置圆形寻找域。进一步根据节点是否移动、节点移动速度方向和邻居节点的疏密程度,寻找域的设置将动态改变。将寻找域参数加入请求帧,做定向洪泛路由,简单明了,易于实现。通过NS2软件对LAWMP和HWMP的对比仿真,证明了LAWMP在收包率、吞吐量方面有较好的表现,且时延、时延抖动明显改善,稳定性提高。最后本文结合无线Mesh网项目,给出了在VxWorks平台上LAWMP路由协议实现,包括路由模块通过消息队列与MAC层交互,创建任务,读取位置信息并设置寻找域,路由控制请求帧、响应帧的发送处理和接收处理等。将程序烧入模块进行测试,结果表明该方案有效减少了路径迂回和路由跳数,从而减少时延,提高了稳定性。
【关键词】：无线Mesh网 无线路由协议 HWMP 位置辅助路由 动态寻找域
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 专用术语注释表13-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 无线Mesh网概述15-16
• 1.2 无线路由协议概述16-21
• 1.2.1 无线路由技术发展17-18
• 1.2.2 无线路由协议分类18-21
• 1.3 论文意义及结构21-23
• 第二章 无线路由协议的研究23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 Ad hoc网络中的AODV路由协议23-28
• 2.2.1 AODV算法描述23-25
• 2.2.2 AODV数据结构25-28
• 2.3 HWMP路由协议28-32
• 2.3.1 HWMP算法描述28-30
• 2.3.2 HWMP数据结构30-32
• 2.4 仿真及结果分析32-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 无线定位算法研究35-45
• 3.1 引言35-36
• 3.2 多普勒频移36-38
• 3.3 静止节点定位38-39
• 3.4 移动节点定位39-41
• 3.5 仿真及结果分析41-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 位置辅助的动态寻找域路由协议LAWMP45-63
• 4.1 引言45-46
• 4.2 位置信息的获取46-47
• 4.3 LAWMP动态寻找域的设置47-52
• 4.3.1 基于相对位置的改进47-48
• 4.3.2 动态路由寻找域48-50
• 4.3.3 路由空洞问题50-52
• 4.4 LAWMP路由处理过程52-53
• 4.5 LAWMP路由协议的仿真53-62
• 4.5.1 NS2仿真环境介绍53-54
• 4.5.2 仿真过程54-57
• 4.5.3 仿真结果及分析57-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 路由协议的实现63-77
• 5.1 引言63
• 5.2 VxWorks及其开发流程63-65
• 5.3 路由模块与MAC层接口65-68
• 5.3.1 消息队列的创建、发送和接收65-67
• 5.3.2 总体流程67-68
• 5.4 LAWMP路由协议实现68-76
• 5.4.1 创建任务68
• 5.4.2 位置信息的获取68-69
• 5.4.3 路由实现流程69-73
• 5.4.4 路由测试结果73-76
• 5.5 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 参考文献79-83
• 作者攻读硕士学位期间的研究成果83-85
• 致谢85

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