移動自組網(wǎng)路由協(xié)議控制開銷和負載平衡研究.pdf

1、在移動自組網(wǎng)中，移動節(jié)點一般使用電池供電并且可以在網(wǎng)絡中自由移動。每個節(jié)點都配置有無線天線，節(jié)點之間使用無線電進行通信，而由于無線電傳輸范圍的限制，源節(jié)點發(fā)往目的節(jié)點的數(shù)據(jù)通常需要經(jīng)過其他中間節(jié)點的中轉才能到達。相對于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡，移動自組網(wǎng)的節(jié)點能力更為有限，其網(wǎng)絡拓撲結構具有高度的動態(tài)性，這為移動自組網(wǎng)路由協(xié)議設計提出了巨大的挑戰(zhàn)。首先，為維護節(jié)點之間的路由而付出的包括路由發(fā)現(xiàn)、路由維護等網(wǎng)絡控制消耗對于整個網(wǎng)絡來說是一個巨大的負擔

2、。其次，為避免節(jié)點過早因為能量耗盡而死亡以及緩解熱點帶來的競爭和沖突，節(jié)點負載平衡問題在移動自組網(wǎng)中顯得更為突出。因此如何進一步的減小路由協(xié)議的網(wǎng)絡控制開銷和平衡節(jié)點負載具有現(xiàn)實的意義。 本文的主要貢獻如下： 第一，針對動態(tài)源路由協(xié)議(DSR：Dynamic Source Routing)路由發(fā)現(xiàn)過程使用盲目的、洪泛式(Flooding)的路由請求廣播使得網(wǎng)絡控制開銷較大，甚至可能加劇無線信道競爭和沖突，導致廣播風暴現(xiàn)象

3、，本文提出了一種局域化路由發(fā)現(xiàn)機制。通過結合DSR協(xié)議的緩存機制和路由請求的TTL(Time To Live)機制，局部化路由發(fā)現(xiàn)機制利用路由緩存中的過期路徑預測目的節(jié)點的方位，然后根據(jù)這個預測修改路由請求的TTL值，從而有效的將路由請求廣播限制到一個較小的范圍。 第二，提出了一種基于路徑生存期預測的路由穩(wěn)定性算法。它通過挖掘移動自組網(wǎng)的動態(tài)屬性如節(jié)點能量的消耗速度，節(jié)點相對運動速度等等來評估節(jié)點穩(wěn)定度和鏈路穩(wěn)定度，然后綜合這兩

4、個穩(wěn)定度機制來預測路徑的生存期，最后選擇一條相對最穩(wěn)定的路徑發(fā)送數(shù)據(jù)從而有效的降低了路由發(fā)現(xiàn)的次數(shù)。 第三，DSR協(xié)議使用最短路徑而忽略網(wǎng)絡節(jié)點的負載和運動狀態(tài)，導致網(wǎng)絡負載集中到某些中心節(jié)點或者使用部分不穩(wěn)定的節(jié)點作為中間節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。針對這個問題，本文提出了一種基于節(jié)點能力的負載平衡路由協(xié)議。該協(xié)議跨層使用MAC(Media Access Control)層收集到的節(jié)點狀態(tài)，并利用MAC的數(shù)據(jù)發(fā)送成功率來定義節(jié)點能力，然后根