無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中可靠路由若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究.pdf

1、無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(Wireless Ad Hoc Network)是一種由若干無(wú)線通信設(shè)備自主連接形成的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)。組成網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅具有通訊終端的功能，也可以作為路由器使用，而且可以自由移動(dòng)，因而該網(wǎng)絡(luò)不需固定通信設(shè)施的支持，具有任意和臨時(shí)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。以上特點(diǎn)使得無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)非常適合于自然災(zāi)害、緊急救助、臨時(shí)會(huì)議、野戰(zhàn)通信、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè)等環(huán)境使用。為了在實(shí)際環(huán)境中部署無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，路由成為其首先必須解決的問(wèn)

2、題。然而，當(dāng)前的路由技術(shù)仍然存在一些關(guān)于可靠性的關(guān)鍵問(wèn)題尚未解決，主要有：⑴傳輸錯(cuò)誤：無(wú)線傳輸之間的干擾和移動(dòng)環(huán)境的不確定性，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包傳輸碰撞或丟失；⑵路由擁塞：由于無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和共享信道特性，某些節(jié)點(diǎn)過(guò)多地選作路由節(jié)點(diǎn)，由此導(dǎo)致帶寬等資源的競(jìng)爭(zhēng)，加劇網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和丟包率；⑶節(jié)點(diǎn)和連接失效：由于能量和帶寬等資源有限，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨時(shí)可能因失效而退出網(wǎng)絡(luò)，與此同時(shí)，節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)間連接的失效，從而影響網(wǎng)絡(luò)的連通；⑷

3、長(zhǎng)距離多跳路由降低可靠性：由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頻繁變化和缺少中心控制節(jié)點(diǎn)，無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)張大大增加了多跳路由的維護(hù)開(kāi)銷和丟包率，直接影響了應(yīng)用層服務(wù)的質(zhì)量，比如資源定位服務(wù)。
　　 本文從無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由體系架構(gòu)出發(fā)，針對(duì)上述問(wèn)題，分別在MAC層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層角度提出新的算法和解決方案。最后，利用MAC層和網(wǎng)絡(luò)層的方案，進(jìn)行可靠路由的跨層優(yōu)化研究。以無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的分層架構(gòu)為主線，本文的貢獻(xiàn)可以歸

4、納如下：①在MAC層提出基于閾值的分布式流控制機(jī)制TDFC。該機(jī)制通過(guò)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置擁塞閾值來(lái)主動(dòng)傳遞流的擁塞狀況，有效減少數(shù)據(jù)包擁塞；同時(shí)通過(guò)在節(jié)點(diǎn)上設(shè)置貪婪閾值來(lái)主動(dòng)阻塞有貪婪行為的流，避免出現(xiàn)流的饑餓現(xiàn)象。②在網(wǎng)絡(luò)層提出能量均衡的連通支配集算法EB-CDS。當(dāng)支配節(jié)點(diǎn)的耗能速度過(guò)快時(shí)，EB-CDS提前選擇候選支配節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分流負(fù)載，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。③在應(yīng)用層提出基于地理哈希表的分布式索引算法DI-GHT。該算法通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的邏輯分割，