基于状态感知的MANET路由协议研究

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随着移动通信技术的迅速发展和无线网络应用的不断提出,移动自组网(MANET)作为移动通信网的一种类型,可以在无网络固定设施情况下快速展开成一种可用的通信支撑环境,近年来受到了极大的重视。MANET是一种全分布式的无线分组网络,具有自组织、自管理和多跳的特点,组成网络的节点具有终端和路由器的双重功能,非常适用于野战军用通信、救灾应急通信和传感器网络等。MANET特定的应用环境要求网络协议能为通信业务提供更好的服务质量保证。然而,由于MANET信道误码率高、网络资源和能量有限、网络拓扑动态变化等问题,使得MANET中路由协议的研究具有极大的挑战性。本文重点研究了基于状态感知的MANET路由协议,并取得了一些研究成果。本文首先介绍了MANET的基本知识,详细分析了MANET研究中的难点问题,探讨了MANET路由协议和设计问题,继而阐述了基于状态感知的MANET路由协议的研究现状,从而得出了基于状态感知路由协议的设计思路。在此基础上,本文对MANET中状态感知的路由协议进行了系统而深入的研究,深入分析和讨论了MANET中的状态感知问题,分别从三个不同角度提出了三种新的基于状态感知的MANET路由协议。(1)通过对MANET中基于负载状态感知路由协议和现有路由算法的分析和探讨,在路由选择时综合考虑网络特性和路由间的耦合,提出了一种新的基于负载状态感知的路由协议。该算法结合负载信息并予以归一化,综合考虑到加权系数,在特定要求的场合可以给出相应的评价效果,从而选出最优路由,最后对该协议作了性能分析比较,得到了较好的结果。(2)针对MANET中的能量有限性问题,结合负载感知技术,提出了一种新的基于模糊逻辑和状态感知的路由协议FLSAR。该协议把节点能量和负载两个路由指标通过模糊规则转化为语言词,每个节点根据自身的语言词判断是否转发路由请求,如果是处于差的状态,那该节点就丢弃路由请求。而且当路由请求到达目的节点时,目的节点不再等待更多的路由请求,立即发回一个路由应答,从而建立路径。通过NS2仿真结果表明,它能在很大程度上提高了网络吞吐量和延长了网络最小生存时间。(3)考虑到网络特定应用环境下的业务要求,提出了一种基于FLSAR改进的FLISAR协议。该协议把节点能量和负载两个状态通过模糊规则再解模糊得到综合路由指标,并取倒数,路由过程中路由请求收集并加权每个节点的这个值。当然如果某个中间节点的该值小于门限,则将丢弃路由请求。目的节点在特定时间内等待多个路由请求,最终从这些路由请求中获得多条可达路径,从中选出权值最小的路径发回路由应答,从而建立路径。运用NS2模拟多种网络环境仿真实现,通过仿真结果与现有协议的比较分析,展示和验证了FLISAR协议性能的优越性。最后,我们指出了本论文的不足之处以及有待解决的问题。
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