基于仿生的MANET路由及信息分發(fā)機(jī)制研究.pdf

1、MANET特殊的無(wú)中心組網(wǎng)方式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化迅速等特點(diǎn)，使得其通信策略已經(jīng)發(fā)生了根本性的改變，因而迫切需要設(shè)計(jì)適用于它的路由協(xié)議。而在MANET路由中，多條不同路由路徑會(huì)匯聚到一些熱節(jié)點(diǎn)，而導(dǎo)致路由下一跳極可能是擁塞的瓶頸節(jié)點(diǎn)，致使頻繁地重路由，觸發(fā)更多的路由控制分組而加劇網(wǎng)絡(luò)擁塞程度。在菌體代謝網(wǎng)絡(luò)中，菌體能在營(yíng)養(yǎng)液濃度動(dòng)態(tài)變化的情況下自適應(yīng)調(diào)節(jié)代謝過(guò)程，使得自身始終處于快速成長(zhǎng)的狀態(tài)。菌體這種不遵從任何預(yù)定規(guī)則的自適應(yīng)代謝行為，為

2、解決MANET中因重負(fù)載節(jié)點(diǎn)而導(dǎo)致路由不穩(wěn)定、頻繁重路由等問(wèn)題提供了靈感。本文受此啟發(fā)，提出了一種新的擁塞感知路由協(xié)議ATAR，使得路由節(jié)點(diǎn)能自適應(yīng)的回避擁塞節(jié)點(diǎn)，為解決MANET路由問(wèn)題提供了一種新的方案。
　　 首先，本文詳細(xì)的介紹了大腸桿菌根據(jù)營(yíng)養(yǎng)液濃度變化而自適應(yīng)的觸發(fā)操縱子調(diào)控相應(yīng)蛋白質(zhì)合成的行為和其數(shù)學(xué)描述模型ARAS，并分析了ARAS模型在應(yīng)用于MANET路由中出現(xiàn)的選擇隨機(jī)性較強(qiáng)的缺點(diǎn)，為本文提出的基于改進(jìn)隨機(jī)性

3、ARAS模型的路由修復(fù)算法和自適應(yīng)路由策略的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和參考。
　　 進(jìn)一步，本文基于擁塞避免及路徑最短的策略，并遵從菌體代謝模型的參數(shù)定義和概念，將節(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列信息用于感知路由路徑的負(fù)載程度，用目的端反饋包攜帶的跳數(shù)值衡量路由路徑的長(zhǎng)短，并對(duì)兩者歸一化處理后定義為適應(yīng)值，作為路由代價(jià)，用以反映節(jié)點(diǎn)充當(dāng)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)的擁塞程度和路徑長(zhǎng)短。接著，在隨機(jī)性上修正了原始模型ARAS，減少了計(jì)算開銷和隨機(jī)性，并基于此提出了一種仿生的

4、路由修復(fù)算法，使得路由節(jié)點(diǎn)能快速準(zhǔn)確的完成修復(fù)過(guò)程，并快速實(shí)現(xiàn)路由再次收斂。
　　 最后，本文利用仿生路由代價(jià)適應(yīng)值進(jìn)行擁塞感知，在本地修復(fù)階段引入基于改進(jìn)隨機(jī)性ARAS的路由修復(fù)算法，從而在路由過(guò)程中能自適應(yīng)選擇較空閑的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，同時(shí)保留AODV最短路徑原則的特性，達(dá)到更高的數(shù)據(jù)包成功投遞率，更低的數(shù)據(jù)包端到端延遲，實(shí)現(xiàn)均衡傳輸數(shù)據(jù)流。
　　 本文的貢獻(xiàn)和創(chuàng)新主要包括以下幾個(gè)方面:結(jié)合菌體代謝模型，采用跨層設(shè)計(jì)的思