考慮拓撲控制的無線自組織網(wǎng)絡路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡路由協(xié)議根據(jù)不同的策略從已經(jīng)建立好的拓撲中選擇一條或多條相互連接的鏈路組成路徑,來進行數(shù)據(jù)包的傳輸。當拓撲中存在如“熱點”這樣的特殊節(jié)點時,路由協(xié)議只能去自適應網(wǎng)絡通信量,如利用其它節(jié)點分擔負載等方式來抑制局部節(jié)點負載過重的現(xiàn)象。但是自適應過程存在一定的延遲且并不能從根本上消除拓撲對路由協(xié)議性能的制約。因此我們需要進行拓撲控制來減小壞的拓撲對路由協(xié)議性能的影響。而怎樣在標準網(wǎng)絡協(xié)議棧中有效地實施拓撲控制是一個開放性的問題,

2、所以研究基于拓撲控制的無線自組織網(wǎng)絡路由協(xié)議具有重要意義。本文的主要研究思路是:首先,在保持拓撲連通性的基礎上,拓撲控制應盡量減少控制開銷和能量消耗,最小化節(jié)點之間的干擾,提高網(wǎng)絡的容量。其次,針對特殊應用需求如軍事指揮等,對網(wǎng)絡延遲具有較高的要求,但這與拓撲控制最小化能量消耗或干擾的主要優(yōu)化目標存在矛盾。所以需要研究滿足延遲需求的拓撲控制問題。另外,在移動無線自組織網(wǎng)絡中,節(jié)點移動會導致拓撲變化,使已經(jīng)存在的鏈路發(fā)生斷裂,產(chǎn)生重傳和丟

3、包,降低了網(wǎng)絡性能,需要對節(jié)點移動性進行考慮。
　　 本文的主要內(nèi)容和貢獻包括:
　　 第一,本文提出了一種結合了路由層的實際網(wǎng)絡通信量信息和整體的節(jié)點分布情況的跨層拓撲控制協(xié)議,使得拓撲能夠更好地適應路由并適應局部的實際通信狀況。提出一種機制來發(fā)現(xiàn)局部較大干擾節(jié)點和局部較小干擾節(jié)點,對于這兩種節(jié)點在路由發(fā)現(xiàn)過程進行拓撲控制。避免前者受過度干擾造成嚴重的網(wǎng)絡擁塞,而后者過度空閑、資源不能得到有效地利用;從而抑制了網(wǎng)絡中部

4、分節(jié)點的瓶頸作用,維持了負載平衡,防止局部節(jié)點負載過重、比其他節(jié)點過早地消耗完電池能量而產(chǎn)生節(jié)點的死亡。協(xié)議的實現(xiàn)利用了已有RTS/CTS機制,大大減小了控制開銷,防止了多余的信息交換。
　　 第二,本文提出了一種延遲受限并考慮干擾的移動無線自組織網(wǎng)跨層拓撲控制協(xié)議。在所提的拓撲控制算法中加入了對延遲條件的考慮,將減小延遲來滿足延遲約束條件和消除干擾影響放在同等重要的位置。傳統(tǒng)的拓撲控制算法的一個重要目的就是減少能量消耗和提高網(wǎng)

5、絡容量。移動無線自組織網(wǎng)絡的主要應用有軍事指揮、災難救助等,它們對數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t具有較高的要求。調(diào)研發(fā)現(xiàn),在移動自組織網(wǎng)絡中基于干擾的拓撲控制算法只關注了干擾約束條件,關于怎樣通過拓撲控制來減小延遲的研究還未開展。而增加發(fā)送功率可以減少延遲,但是會增加對活動節(jié)點的干擾。因此,減少延遲和最小化干擾是兩個相互沖突的目標,需要對它們進行權衡。該算法在減少延遲的同時使各節(jié)點之間的干擾維持在一定的范圍內(nèi),從而在滿足延遲約束條件的基礎上提高了數(shù)據(jù)正