基于分簇結構的Ad Hoc網絡路由協(xié)議的研究與仿真.pdf

1、移動Ad Hoc網絡(移動自組網或MANET)是指由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動節(jié)點組成的一個多跳的、不需要固定中心接入點或者基站支持的自治系統(tǒng)。以其組網靈活，快捷，不需要預設網絡基礎設施，完全分布式等特點，在軍用和緊急救援等特殊環(huán)境的應用前景非常廣闊。而移動自組網路由技術面臨著拓撲結構動態(tài)變化、存在單向信道、有限的無線傳輸帶寬以及移動終端能力的局限性等一系列挑戰(zhàn)，因此對移動自組網路由協(xié)議的研究必然擔負著比其它網絡更重的任務。 A

2、d Hoc網絡的體系結構可以是平面式的，也可以是分級式的。分級結構中，網絡被劃分成若干個簇，每個簇由一個簇頭和多個普通節(jié)點組成。簇頭之間的通信需要借助于網關或分布式網關結點完成，簇頭和網關形成了高一級的網絡，稱為虛擬骨干網。分級結構的最大優(yōu)點是網絡的可擴充性好，網絡的規(guī)模不受限制，路由和控制開銷較小，并且容易實現(xiàn)移動性管理和網絡的局部同步。到目前為止，對基于分簇的路由協(xié)議已經進行了大量的研究，并取得了許多成果。 本文首先針對移動

3、Ad Hoc網絡的特點，總結、比較分析了現(xiàn)有的各種分簇路由協(xié)議的路由機制，并詳細分析了CBRP(Cluster Based．Routing Protocol)分簇路由協(xié)議。接著，本文提出了對CBRP協(xié)議的兩種改進方案，分別針對協(xié)議的分簇算法，負載平衡性進行了進一步的探討。改進方案之一是基于優(yōu)化分簇算法的CBRP改進協(xié)議MCBRP(Modified Cluster Based Routing Protoc01)，它優(yōu)化了路由請求數據包的傳

4、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，采用逐步擴展的路由搜索方式發(fā)送廣播分組，減少了網絡中的冗余信息，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)點不能替換，能量消耗過快，網絡不穩(wěn)定等問題，采用優(yōu)化的最高節(jié)點度分簇算法，緩解了簇頭的負擔，使網絡中簇的數量明顯減少，網絡更趨穩(wěn)定；改進方案之二是基于負載平衡性的CBRP改進協(xié)議MECBRP(Minimum Energy andCluster Based

5、Routing Protocol)，它不僅考慮了路徑中的最小剩余能量這一因素，還考慮了路徑中節(jié)點剩余能量離散度的因素，并通過標準差公式把離散度和最小化有機的結合起來，一定程度上增強了整個網絡的負載平衡能力。然后闡述了移動Ad Hoc網絡分簇路由協(xié)議的NS2實現(xiàn)框架以及關鍵技術。本文通過仿真實驗驗證了CBRP、MCBRP和MECBRP分簇路由協(xié)議在NS2仿真平臺中實現(xiàn)的可行性以及MCBRP、MECBRP協(xié)議的有效性。最后，對本論文的工作進