基于运动轨迹预测机制的Ad Hoc网络ETX判据路由协议的研究

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Ad Hoc网络是一个无线多跳的临时性自治系统。它具有无中心、自组织、拓扑结构动态变化和移动终端资源有限等特点。针对上述特点,国内外学者提出了很多路由协议。但由于无线链路的复杂性,路由协议很难获知底层链路的实际性能,因而路由协议需要选择恰当的路由判据来进行路由选择。目前主要的路由判据包括ETX、ETT、 WCETT等,其中ETT、WCETT等都是基于ETX的扩展。对节点之间的ETX值代表的意义是在这对节点之间进行一次成功的无线数据传输时,所需要传输次数的预测值,这个数值包括重传次数在内。一条路由的ETX值为这条路由上的各个路径ETX值的叠加。每个节点周期性地广播探测包,在一定的时间间隔后,链路上相邻的两个节点统计两个方向上的探测包的丢失率,用来进行来计算一条链路的ETX。本文在NS2中实现基于ETX的路由协议,经过分析得出以下结论:以一定的测量频率和统计周期对链路做出评价,只能反映前一段时间内网络的丢包状况,是对网络丢包率的简单统计,其计算出来的值对于节点移动频繁的Ad Hoc网络来说,是不能够真实的反应下一时刻网络状况的。为解决这一问题,在实现ETX的基础上本文提出一种基于ARIMA模型的运动轨迹预测机制。该机制作用于ETX路由判据生效之前。通过预测下一时刻的链路两端节点的地理位置是否仍处于彼此的通信范围内来决定是否使用ETX作为路由选择标准。在NS2仿真平台上,将基于运动轨迹预测机制的ETX(L-ETX)加入DSDV中。分别改变节点移动速度与节点发包速率两个场景参数对L-ETX DSDV与DSDV两种协议进行仿真比较。仿真结果表明,加入预测机制的L-ETX DSDV降低了对高丢包率的链路的选择,减少了路由中断次数,在网络平均吞吐量与丢包率等性能表现上,有较大提高,改善了网络性能。
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