CBRP路由協(xié)議研究與仿真.pdf

1、移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)自組網(wǎng)或MANET)是指由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)多跳的、不需要固定中心接入點(diǎn)或者基站支持的自治系統(tǒng)。以其組網(wǎng)靈活、快捷、不需要預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、完全分布式等特點(diǎn)，在軍用和緊急救援等特殊環(huán)境的應(yīng)用前景非常廣闊。而移動(dòng)自組網(wǎng)路由技術(shù)面臨著拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化、存在單向信道、有限的無線傳輸帶寬以及移動(dòng)終端能力的局限性等一系列挑戰(zhàn)，因此對移動(dòng)自組網(wǎng)路由協(xié)議的研究必然擔(dān)負(fù)著比其它網(wǎng)絡(luò)更重的任務(wù)。Ad Hoc

2、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)可以是平面式的，也可以是分級式的。分級結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)被劃分成若干個(gè)簇，每個(gè)簇由一個(gè)簇頭和多個(gè)普通節(jié)點(diǎn)組成。簇頭之間的通信需要借助于網(wǎng)關(guān)或分布式網(wǎng)關(guān)結(jié)點(diǎn)完成，簇頭和網(wǎng)關(guān)形成了高一級的網(wǎng)絡(luò)，稱為虛擬骨干網(wǎng)。分級結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)充性好，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不受限制，路由和控制開銷較小，并且容易實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理和網(wǎng)絡(luò)的局部同步。到目前為止，對基于分簇的路由協(xié)議已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，并取得了許多成果。
　　本文首先針對移動(dòng)Ad Ho

3、c網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，總結(jié)、比較分析了現(xiàn)有的各種分簇路由協(xié)議的路由機(jī)制，并詳細(xì)分析了CBRP(Cluster Based Routing Protocol)分簇路由協(xié)議并且在NS2上實(shí)現(xiàn)了該協(xié)議。接著，本文提出了對CBRP協(xié)議的兩種改進(jìn)方案，分別針對協(xié)議的分簇算法，負(fù)載平衡性進(jìn)行了進(jìn)一步的探討。改進(jìn)方案之一是基于優(yōu)化分簇算法的CBRP改進(jìn)協(xié)議MCBRP(Modified Cluster Based Routing Protocol)，它優(yōu)化了路

4、由請求數(shù)據(jù)包的傳送方式，有效地解決了CBRP協(xié)議中路由控制分組的盲目“廣播”問題，采用逐步擴(kuò)展的路由搜索方式發(fā)送廣播分組，減少了網(wǎng)絡(luò)中的冗余信息，路由開銷也隨之減少；優(yōu)化了分簇算法，有效地解決了簇頭節(jié)點(diǎn)不能替換，能量消耗過快，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定等問題，采用優(yōu)化的基于云模型的分簇算法，緩解了簇頭的負(fù)擔(dān)，使網(wǎng)絡(luò)中簇的數(shù)量明顯減少，網(wǎng)絡(luò)更趨穩(wěn)定；改進(jìn)方案之二是基于負(fù)載平衡性的CBRP改進(jìn)協(xié)議MCCBRP(Maximum Constraining an

5、d Cluster Based Routing Protocol)，它不僅考慮了路徑中的最短長度這一因素，還考慮了路徑中節(jié)點(diǎn)剩余能量和其離散度以及路徑生存時(shí)間等因素，并通過標(biāo)準(zhǔn)差公式把離散度和最小化有機(jī)的結(jié)合起來，一定程度上增強(qiáng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載平衡能力。然后闡述了移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的NS2實(shí)現(xiàn)框架以及關(guān)鍵技術(shù)。本文通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了CBRP，MCBRP和MCCBRP分簇路由協(xié)議在NS2仿真平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)的可行性以及MCBRP，