無線自組織網(wǎng)絡(luò)中多路徑負(fù)載均衡研究.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)，不僅是由無線發(fā)射器和接收器所構(gòu)成的，而且是一個(gè)多跳的實(shí)時(shí)的自治的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)樗⒉恍枰揽楷F(xiàn)有的固定通信基礎(chǔ)設(shè)施、沒有中心控制節(jié)點(diǎn)、隨機(jī)分布在網(wǎng)絡(luò)中，所以頻繁移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能會(huì)在任何時(shí)間改變。因此，在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中研究的重難點(diǎn)之一是網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。
　　 然而早期提出的無線自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議更傾向于把負(fù)載分布在源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的最短路徑上，并未考慮負(fù)載分配的公平性問題。這些路由協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕

2、的情況下表現(xiàn)良好，而在負(fù)載較高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中表現(xiàn)并不理想。究其原因是，由于大量的數(shù)據(jù)分組更傾向于使用處于網(wǎng)絡(luò)中心區(qū)域的節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行傳輸，從而造成網(wǎng)絡(luò)中心區(qū)域的節(jié)點(diǎn)成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸、擁塞不堪，而不處于中心區(qū)域的節(jié)點(diǎn)將出現(xiàn)空閑的情況發(fā)生，將增大網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延、降低網(wǎng)絡(luò)性能。于是就提出了負(fù)載均衡技術(shù)。它就是在保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流量的前提下，盡量使負(fù)載均衡分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，從而使網(wǎng)絡(luò)能夠保持高效、連續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行。因此，本文的工作重點(diǎn)將集中在傳統(tǒng)

3、路由協(xié)議基礎(chǔ)上改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。
　　 首先，本文闡述了在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡路由協(xié)議的定義及其當(dāng)前的研究情況，并對(duì)單路徑和多路徑的負(fù)載均衡路由協(xié)議進(jìn)行了分析和比較。然后，改進(jìn)了AOMDV協(xié)議，并提出了自適應(yīng)的負(fù)載均衡路由協(xié)議AOMDV_LB。在該協(xié)議中，提出了采用MAC層接口隊(duì)列容量作為衡量負(fù)載程度標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)負(fù)載均衡機(jī)制，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。提出了多路徑數(shù)據(jù)包調(diào)度算法，指定數(shù)據(jù)包在傳輸時(shí)間最小的路徑上傳輸，減緩了在

4、傳統(tǒng)多路徑傳輸中目的節(jié)點(diǎn)處發(fā)生數(shù)據(jù)包亂序的問題，并有效地減小了目的節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)延時(shí)和緩沖區(qū)需求。最后基于NS-2進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，在數(shù)據(jù)包傳輸速率不斷增加的情況下，比較AOMDV_ LB與AOMDV協(xié)議在丟包率、平均端到端時(shí)延和負(fù)載分配上的性能。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不斷增加的情況下，比較提出的數(shù)據(jù)包選路算法與最短路徑優(yōu)先算法、啟發(fā)式多路徑算法和選擇性最短路徑優(yōu)先算法在尋路成功率、路徑時(shí)延上的性能。仿真結(jié)果表明，該算法可以減少數(shù)據(jù)丟包率、降低平均端到端延時(shí)