無線自組網(wǎng)自適應(yīng)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad hoc NETwork,MANET)是一種無中心,多跳的,節(jié)點自組織的網(wǎng)絡(luò)。在MANET。的研究過程中,由于MANET節(jié)點自組織方式的靈活多變,基于不同MANET體系架構(gòu)的新的應(yīng)用不斷的被提出,應(yīng)用的范圍也從最初的軍用拓展到民用、科研和商業(yè)用途,如公路車輛網(wǎng)絡(luò)、生物追蹤網(wǎng)絡(luò)、口袋校園網(wǎng)絡(luò)等。在MANET中,節(jié)點的移動模型和發(fā)射功率決定了網(wǎng)絡(luò)的自組織方式。網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的改變,使得現(xiàn)有很多經(jīng)典路由協(xié)

2、議不能基于節(jié)點移動模型和網(wǎng)絡(luò)拓撲模型的特性而發(fā)揮其在特定應(yīng)用上的優(yōu)勢;相反,由于路由協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改變沒有足夠的自適應(yīng)能力,其性能還會受到較大的影響。
　　 本文主要通過研究MANET的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)特性,構(gòu)建合理的網(wǎng)絡(luò)模型,并對現(xiàn)有路由協(xié)議進行改進和優(yōu)化,以增強其在特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的性能和自適應(yīng)能力。
　　 本文首先分析了MANET網(wǎng)絡(luò)拓撲中存在的固有沖突問題,通過建立拓撲沖突模型,提出基于該模型的約束網(wǎng)絡(luò)平均沖突的方法

3、,以達到有效控制由于MANET拓撲結(jié)構(gòu)造成的沖突問題;其次,分析了時延容忍的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(DTN)中,在公共交通網(wǎng)絡(luò)和社交口袋網(wǎng)絡(luò)兩種不同的應(yīng)用背景下的節(jié)點移動模型和網(wǎng)絡(luò)拓撲模型的特性,并提出了在這兩種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境下的高效路由策略;最后,通過分析MANET和DTN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的優(yōu)勢,提出了一種具有一定抗毀能力的混合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型,并給出了一種自適應(yīng)的路由協(xié)議,以充分利用不同的本地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境特點達到最優(yōu)路由性能。
　　 本文所做的

4、豐要研究工作如下:
　　 (1)研究了MANET網(wǎng)絡(luò)中,拓撲結(jié)構(gòu)引起的固有沖突問題。對基于鏈路沖突度的模型進行了改進,提出了結(jié)合節(jié)點沖突度定義邊沖突權(quán)值的模型?；谠摏_突模型,提出了能夠有效避免貪婪法失效的最小化最大沖突度算法MMNI和最小化平均沖突度算法CMANI,并通過實驗驗證了CMANI能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)的平均沖突,并減小由于沖突造成的對路由性能的影響。
　　 (2)在深入分析公共交通時延容忍網(wǎng)絡(luò)拓撲特性的基礎(chǔ)上,定

5、義了基于節(jié)點間相遇率的抽象拓撲圖,以描述節(jié)點間內(nèi)在的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系。提出了一種基于索引的多級分組網(wǎng)絡(luò)拓撲模型,以充分利用公共交通網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點移動遵循一定規(guī)律和路線的特性,并設(shè)計了一種可以應(yīng)用于該模型上的路由協(xié)議IMCR。仿真實驗表明,IMCR協(xié)議既達到了較高的路由性能,又很好的控制了冗余轉(zhuǎn)發(fā)對網(wǎng)絡(luò)資源的消耗。
　　 (3)討論了社交時延容忍網(wǎng)絡(luò)拓撲模型的小世界性質(zhì),構(gòu)建了以社會關(guān)系為邊權(quán)值的網(wǎng)絡(luò)拓撲模型。設(shè)計了ST-ProPHET路

6、由,該路由能夠滿足社交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點特有的自私性的需求,使得節(jié)點能夠人性化的利用路由中的社會關(guān)系權(quán)值優(yōu)先選擇重要的數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā),同時降低了節(jié)點被惡意DOS攻擊的風(fēng)險。
　　 (4)進一步深入分析了社交網(wǎng)絡(luò)的拓撲特性,針對社交時延容忍網(wǎng)絡(luò)中由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,節(jié)點密度較高引起路由性能下降的問題提出了一種基于簇結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲模型。通過引入MANET中簇的概念,把社交網(wǎng)絡(luò)中具有一定社會關(guān)系的節(jié)點聚合在一個社交圈內(nèi),并基于該分簇的拓撲模型設(shè)

7、計了一種簇外噴射,簇間轉(zhuǎn)發(fā)和簇內(nèi)傳染的路由算法CSCR,從而控制網(wǎng)絡(luò)中的冗余副本數(shù)量,以抵抗高負載帶來的路由性能衰退。
　　 (5)結(jié)合MANET和DTN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的特性,提出了一種混合異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲模型。該模型以DTN為主要拓撲,通過在局部區(qū)域識別穩(wěn)定可連通的MANET區(qū)域,構(gòu)建.MANET局部拓撲。設(shè)計了一種可根據(jù)本地信息識別拓撲類型從而自適應(yīng)的進行路由轉(zhuǎn)換的路由協(xié)議SEHR。通過實驗驗證了該異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)相對MANET