自組織網(wǎng)絡(luò)中基于信道特性的OLSR路由協(xié)議研究與設(shè)計.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線通信網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點地位平等,無需任何中心節(jié)點或固定基礎(chǔ)設(shè)施的支持,各個節(jié)點通過分布式算法相互協(xié)調(diào)完成網(wǎng)絡(luò)的通信功能。路由協(xié)議是無線自組織網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分之一,是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點進行多跳通信的支撐協(xié)議。
　　 路由協(xié)議的性能對于網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、分組時延具有決定性的作用。由于無線自組織網(wǎng)絡(luò)的無中心組網(wǎng)、信道時變等特點,無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議設(shè)計有別于傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)和有中心網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。由于無線自

2、組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點隨機移動、鏈路時變性等問題并發(fā)存在,導(dǎo)致現(xiàn)存路由常常中斷或者喪失最優(yōu)性,因此在路由設(shè)計中考慮物理層鏈路質(zhì)量變化,選擇質(zhì)量較好的鏈路組建路由對于路由協(xié)議性能的提高具有重要的意義。
　　 結(jié)合現(xiàn)有研究工作,針對目前多數(shù)路由協(xié)議缺乏對物理鏈路質(zhì)量變化的充分考慮,本文在優(yōu)化鏈路狀態(tài)協(xié)議OLSR(Optimized Link State Routing Protocol)基礎(chǔ)上提出一種基于物理信道特性的優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由協(xié)議CB

3、-OLSR(ChannelBased OLSR),其核心思想是在建立路由和選擇算法中加入對物理鏈路質(zhì)量變化的處理機制。首先,在物理層監(jiān)測無線鏈路的平均信噪比,其次,根據(jù)平均信噪比計算在特定信道模型下的鏈路誤幀率,并將此誤幀率作為鏈路質(zhì)量的度量,同時將鏈路質(zhì)量在一定時間內(nèi)的方差作為衡量鏈路穩(wěn)定性的指標(biāo)。
　　 此外,針對路由消息存存過時性的問題,本文首先提出基于生滅過程的鏈路穩(wěn)定概率預(yù)測模型:其次,在前述工作基礎(chǔ)上對OLSR協(xié)議的

4、相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和信息表進行鏈路信息擴展；再次,對協(xié)議的多點中繼MPR(Multipoint Relay)選擇算法和路由算法進行改進,其中,在MPR的選取原則上,本文綜合考慮一跳鄰居節(jié)點的覆蓋度和覆蓋鏈路的質(zhì)量及穩(wěn)定性,以系數(shù)加權(quán)方式保證選出的MPR點具有健壯性,在路由算法Dijkstra的改進中,綜合考慮路徑上各條鏈路的質(zhì)量及穩(wěn)定性,以系數(shù)加權(quán)方式衡量路由質(zhì)量,從而選擇質(zhì)量較好的路由；最后,在NS-3仿真環(huán)境中驗證了CB-OLSR協(xié)議的正