移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇算法的研究與仿真.pdf

1、移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域一種新的、正在發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是由一組帶有無(wú)線(xiàn)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)。由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可以在沒(méi)有常規(guī)設(shè)施支持的條件下提供方便、靈活的通信，這大大拓寬了移動(dòng)通信的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，該技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。 本文主要研究適用于網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的分簇算法與路由協(xié)議。分級(jí)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有可擴(kuò)充性好、規(guī)模不受限制、路由和控制開(kāi)銷(xiāo)較小等優(yōu)點(diǎn)。但是，

2、這種分級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和維護(hù)依賴(lài)于某種分簇算法，而且由于簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)要維護(hù)和管理本簇范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)、負(fù)責(zé)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的通信并為簇間節(jié)點(diǎn)通信提供合適的路由信息，也使得簇頭可能成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。因此，對(duì)分簇算法進(jìn)行研究改進(jìn)就很重要了。本文的主要研究工作及創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1) 本文首先對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的幾種分簇算法進(jìn)行了比較分析，總結(jié)了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)其中的AOW(Adaptive On-demand Weighting)算

3、法進(jìn)行了詳細(xì)研究，提出了基于AOW的改進(jìn)算法RAOW(Restrictive Adaptive On-demand Weighting，有約束條件的自適應(yīng)按需加權(quán)分簇算法)。在該改進(jìn)算法中引入了“約束條件”這一概念，對(duì)參與簇頭選舉的節(jié)點(diǎn)作了一定的限制，從而減少了參與簇頭選舉的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，并在一定程度上減少了算法的路由開(kāi)銷(xiāo)。 2) 文中比較了現(xiàn)有的基于分簇結(jié)構(gòu)的經(jīng)典路由協(xié)議，詳細(xì)分析了其中的CBRP(Cluster Based Ro

4、uting Protocol)路由協(xié)議。運(yùn)用NS2對(duì)CBRP協(xié)議、AODV協(xié)議及DSR協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中比較總結(jié)出CBRP協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)一步分析總結(jié)了平面結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議和分簇結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用環(huán)境。 3) 提出了CBRP路由協(xié)議的優(yōu)化算法。由于CBRP協(xié)議所采用的路由分簇算法是最小節(jié)點(diǎn)ID算法，這種分簇算法計(jì)算簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，維護(hù)簇花費(fèi)的開(kāi)銷(xiāo)較小。其缺點(diǎn)在于該算法傾向于選擇ID較小的節(jié)點(diǎn)作為簇頭，同

5、時(shí)該算法沒(méi)有考慮負(fù)載平衡等因素。針對(duì)這種情況，提出了改進(jìn)協(xié)議，即在CBRP協(xié)議中采用RAOW分簇算法來(lái)替代最小節(jié)點(diǎn)ID算法。在RAOW分簇算法中，充分考慮了簇的穩(wěn)定性、節(jié)點(diǎn)的能耗、網(wǎng)絡(luò)的吞吐率等因素，使新協(xié)議的性能得到了一定的提高。 4) 運(yùn)用NS2對(duì)CBRP協(xié)議和OCBRP協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)果證實(shí)，OCBRP路由協(xié)議有效的解決了原協(xié)議中簇頭不能替換、能量消耗過(guò)快等問(wèn)題，并增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，提高了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)