基于方向的移动自组网路由协议研究

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路由协议是移动自组网(MANET,Mobile Ad hoc Network)的重要组成部分。基于位置的路由协议因无状态性而具备良好的可扩展性,能适用于大规模的网络。我们将基于位置的路由思想进行延伸,提出基于方向的路由思想。基于方向的路由思想既可以应用到现有的路由协议中作为辅助,也可以扩展成独立的路由协议。我们在传统的按需路由协议AODV中引入基于方向的路由思想,提出基于方向的有限洪泛路由协议(BRFR,Bearing based Restricted Flooding Routing)。BRFR利用方向将路由请求过程中的广播洪泛转化成有限洪泛,大量减少协议报文的数量,故其同时具有AODV和基于位置路由协议的优点:不仅能请求到最短的转发路由,而且能减少通信中的协议开销和信号冲突,从而提高报文的成功传递率。我们同样提出基于方向的贪婪回溯路由协议(GBBR,Greedy Bearing Backtracking Routing)。相对于传统的基于位置路由协议GPSR,GBBR一方面使用贪婪方向转发代替贪婪距离转发,能减少不稳定链路,一方面使用回溯转发代替周边转发,能避免绕路并使结点的计算量得以减少,从而在整体上获得更优的性能。我们实现了一个移动自组网仿真系统(MANSDE,Ad Hoc Network Simulator based on Discrete Event)。MANSDE具有完整的协议栈,并能较真实地模拟无线网络通信环境。基于离散事件的基础架构和良好的空间模型设计,使其能够支持大规模的仿真实验,具有良好的可扩展性。我们在MANSDE上通过大量的仿真试验验证基于方向的路由思想:实现BRFR和GBBR,并和AODV以及GPSR进行对比。实验结果验证了基于方向路由思想的可行性,也证明了它能在报文成功传递率等方面给路由协议带来性能上的提高。
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