Ad Hoc网络中的协作路由协议研究

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雅宝题库解析:
Ad Hoc网络是由一组带有无线收发信装置的移动节点组成的临时无线移动通信网络。由于Ad Hoc网络中节点的传输范围有限,源节点在向目的节点发送数据时,通常需要其他节点的辅助,所以路由协议是Ad Hoc网络中不可缺少的一部分。路由协议的主要设计目标是:满足应用需求的同时尽量降低网络开销,取得资源利用的整体有效性,扩大网络吞吐量。协作通信技术可以使具有单根天线的移动节点按照一定方式共享其他移动节点的天线,从而获得类似于多输入多输出(MIMO)系统的空间分集增益,大大提高网络的吞吐量,却不会受到MIMO系统的尺寸大和成本高等的限制。为此,本文深入研究了Ad Hoc网络的路由协议,并在此基础上结合协作通信提出一种协作路由协议,主要内容如下。1、为提高网络的可扩展性,降低在大规模移动Ad Hoc网络中路由开销的增长速度,提出了一种自适应转发分群路由(AFCR,adaptive forward clustering routing)协议。AFCR协议采用基于最小节点ID的移动分群算法将所有节点分为若干个一跳分群。通过设置分群计时器,它仅使用两轮控制消息就能快速部署网络的分群结构,并且可使分群同时在全网多处展开。邻居节点之间通过交换局部路由信息来建立相邻群群首之间的路由,而不相邻群首之间的路由则利用相邻群首之间的路由来建立。基于所建立的分群网络结构和局部路由信息,该协议能够完成数据分组的自适应转发。仿真结果表明,与DSDV和RRR-DSDV协议相比,AFCR协议在大规模、重业务量的情况下有效地降低了路由开销、改善了网络的传输性能。2、为提高网络吞吐量,在AFCR协议的基础上提出了一种Ad Hoc网络中分布式的最大吞吐量协作路由(MTCR, maximum throughput cooperative routing)协议。MTCR协议在AFCR协议路由建立的基础上,路由上的每跳节点通过计算得出到下一跳链路对应每个候选协作节点的协作链路吞吐量,并选择对应链路吞吐量最大的候选协作节点作为协作节点,建立协作链路,进而改善其链路吞吐量,最终建立从源节点到目的节点的协作路由以改善整条路由的吞吐量。仿真结果表明,当链路有节点进行协作时,MTCR协议比AFCR协议对网络的吞吐量有明显改善。





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