无线自组织网络路由协议研究.docx

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无线自组织网络路由协议研究

博士研究生学位论文

题目:

无线自组织网络路由协议研究

学号:

姓名:

048250

业师院专学导

2007年5月20日独创性（或创新性）声明

本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

成果。

尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中

不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京邮电大学或

其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所

做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。

本人签名:

日期

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学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定,即:

研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。

学校有权

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和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印

或其它复制手段保存、汇编学位论文。

（保密的学位论文在解密后遵守此规定）

保密论文注释:

本学位论文属于保密在_年解密后适用本授权书。

非保密

论文注释:

本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。

本人签名:

考.2洲口

导师签名:

盯盯盯`___

了.才

么一北京邮电大学博士学位论文摘要

摘要

随着无线通信的快速发展,移动无线自组织网络技术在国内外

越来越得到了重视,尤其是路由技术己成为研究的热点。

由于移动

无线自组织网络节点具有很高的移动性,拓扑结构会随时变化,这

给网络路由查找带来了很大的困难,也给路由协议提出了更高的要

求。

一方面要求能够满足快速的拓扑结构变化,这就需要加快路由

更新,因此增加了对网络资源的消耗;另一方面由于移动节点的计

算能力和存储容量较低,并且能源受限,因此要求尽量减少网络资

源的消耗。

在这两者之间寻找最佳平衡点是一个困难的问题。

在过

去的二十年里,研究人员为无线自组织网络提出了一系列的路由协

议,但至今仍没有一个实用性较强的路由协议,路由协议的研究仍

处在仿真检验和探索的阶段。

本文针对这一问题进行了深入的研究。

论文主要对移动无线自组织网络中的路由技术进行深入研究,

研究内容可以归纳为以下三个方面:

1）深入研究了基于位置信息的

路由协议,提出了基于位置触发的位置信息服务协议和椭圆区域路

由协议（LEZR）;2）针对区域路由协议（zRP）的特点,提出了改进算法,

增强了ZRP协议的性能;3）在实际路由协议应用测试过程中,针对

路由协议AODV碰到的问题,提出了相应的改进算法。

其具体内容如

下:

第2章对移动无线自组织网络技术进行了综述和分析,介绍了

移动无线自组织网络的特点、面临的问题和路由协议的要求,分析

了路由协议的现状及分类,并对路由技术的发展趋势进行了探讨。

第3章对位置信息服务协议进行了全面的分析,介绍了位置信

息服务的定义、分类和现有主要的几种位置信息服务,通过分析现

有基于时间触发的位置信息服务的不足,提出了基于位置触发的位

置信息服务协议。

此协议不需要维护路由表,只需维护位置信息表,

位置信息的更新只与节点的位置信息有关,更新机制采用分层位置

触发,近距离采用局部更新,远距离采用全网更新。

本章将时间更北京邮电大学博士学位论文

新与位置触发更新机制进行了理论分才后而液

服务协议与椭圆区域转发相结合,

议的有效性。

将位置触发的位置

搭建了仿真平台,并验证了该协

第4章集中分析了椭圆区域路由算法（LEZR）,首先介绍了地理

位置信息主要路由协议,然后阐述了建模的理论基础、系统模型、

基本原理以及对椭圆区域路由协议进行了描述,构建了基于椭圆区

域路由节点增加、删除和移动的网络模型。

通过实例说明了算法的

可实现性和有效性,并验证了该算法的优点;用NS搭建了基于位置

触发的位置服务的椭圆区域路由算法仿真平台,通过与LAR相比较,

验证了椭圆区域定向洪泛的优越性。

第5章分析了区域路由协议（ZRP）的体系结构,针对区域路由

协议洪泛控制开销比较大的问题,通过采用分时初始化、退避更新

周期和增加应答机制等多种方式,来优化区域路由协议,并将改进

的算法与原来的ZRP路由算法进行了仿真比较和分析,增强了区域

路由协议的实用性。

第6章基于AODV路由协议构建了无线自组织网络平台,通过

测试,发现协议存在问题,针对这些问题提出了相应的改进算法,

并得以实现。

本论文在基于位置信息的路由协议方面做了一些独创性的工

作,在路由实用性方面搭建了实验平台,积累了一些测试数据,对

进一步研究无线自组织网络路由技术具有重要的实用意义。

关键词:

移动无线自组织网络,椭圆区域路由协议,位置触发,位

置信息服务,区域路由协议,AODV协议北京邮电大学博士学位论文Abstraet

AbstraCt

WiththeraPiddeveloPmentofwirelesscommunieation,MANET15

beingPaidmoreandmoreattentiontobothathomeandabroad,

esPeeiallytherouteteehnologyhasalreadybeeomethefocusstudied.

ThenetworknodeofMANETmovesfrequentlyanditstoPologymay

ehangeatanytime,whichbringsverygreatdifficultyfornetwork

routing,andatthesametime,Puttingforwardhigherrequirementsfor

therouteProtoeol.Fortherouting,ononehand,itshouldadaPtthe

toPologies'raPidchange,50,itneedstoaceeleratetheroutinguPdating

andtoeonsumemorebandwidth.Ontheotherhand,beeausethe

comPutingcaPabilityandmemorycaPacityofuser,5terminalsare

relativelylow,andtheirenergy15limited,it15requiredthatthe

eontrollingexPensesshouldbereducingasmuehasPossibleandthe

routeProtocolshouldbesimPleenough一It15averydifficultProblemto

lookforthebestequalizationPointbetweenthesetwo.OverthePast20

years,theresearehershaveProPosedaseriesofrouteProtocolsforthe

MANET,but50far,there15norouteProtocolwhich15morePractical.

AiPresent,routealgorithmofMANET15intheeourseofemulation,

beingexaminedandexPlored.ThisthesisProeeededdeePresearches

rightonthisProblem.

ThethesisinvestigatestherouteteehnologyinMANET.These

ProblemseanbesummeduPintothethreeeategories:

1）Further

investigatedtherouteProtoeolsbasedonPositioninformation,and

ProPosedtheovalregionalroutealgorithm（LEZR）:

2）ProPosedthe

imProvingalgorithmsaceordingtothecharacteristicoftheregionalroute

agreement（ZRP）,aimedatstrengtheningitsPerformanee:

3）ProPosed

theeorresPondingimProvementalgorithm,testingintherealroute

agreementAODV.Theeonereteeontentofthethesis15asfollows:

岁监翌呈鳖兰里选~一~一~一一~一

ehapter2overviewedandanalyzedtheMANET.Introducedthe

charaeteristic,thefacingproblemandtherequirementsfortherouting

protoeolofMANET,analyzedthecurrentsituationandtheclaSSification

oftheroutingProtocols,andearriedonthediscussionstothe

develoPmenttrendoftheroutingteehnology.

ChaPter3earriedontheoverallanalysisonthePositioninformation

basedProtocol,hasintroducedthedefinition,classificationand

severalkindsofmainexistingPositioninformationserviee,through

analyzingtheexistingdefieieneybasedonPositioninformationservice

whieh15touehedoffbytime,thisehaPterhasPutforwardthePosition

informationProtocol.ThisProtocoldoesnotneedtomaintaintheroute

table,onlyneedtomaintainthePositioninformationtable,therenewal

ofthePositioninformationonlyrelatestonodalPositioninformation,

uPgradesthemeehanismandadoPtthelayerofPositionstotouehoff,

adoPtsomerenewalatshortrange,andadoPtthewholenetworkto

uPgraderemotely.ThischaPterhascarriedonthetheorytoanalyzedand

comParebetweenthetimeandPositiontouehedoffProtoeol.Ithas

combinedtogetherthePositionbasedProtocolandtheovalareatouched

offProtocol,PutuPtheemulationPlatform,andverifledthevalidityof

thisProtoeol.

ChaPter4concentratedontheanalyzingoftheovalregionalzone

routealgorithm（LF,ZR）,hasintrodueedthemainrouteProtoeolof

geograPhicalPositioninformationatflrst,thenexPlainedthetheoretieal

foundation,systemmodel,basicPrineiPleofmodelinganddescribedthe

ovalregionalrouteProtocol,strueturedthenetworkmodelincreased,

deletedandmovedonthebasisoftheovalregionalroutenode.Ithas

Statedthefeasibilityandvalidityofthealgorithmthroughtheinstanee,

andhasverifiedtheadvantageofthisalgorithm;IthasalsoPutuPthe

oValregionalroutealgorithmemulationPlatformservedinPosition

touchedoffonthebasisofthePositionwithNS,througheomParingwith

LAR,verifiedthesuPeriorityofthedireetionalinundationofovalarea.

ChaPter5mainlyimProvedthezoneroutingProtoeol（ZRP）,carries

·11-北京邮电大学博士学位论文Abstract

ontheresearchontheeontrollingexPensesofthezoneroutingProtoeol,

ProPosestheimProvingalgorithmadoPtingtimesharingtoinitialize,

keePingoutthewaytouPgradeeyeleandinereasetherePlying

meehanism,andcarriedouttheemulationoftheimProvedalgorithmto

comPareandanalyzedwiththePreviousone,whiehhelPstostrengthen

thePraetieabilityofthezoneroutingProtocol.

ChaPter6builtuPtheMANETPlatformonthebasisofAODV

routingProtoeol.Throughtheon一the一sPottesting,turnedoutthatthere15

someProblemwiththeProtocol.ProPosedthecorresPonding

imProvementalgorithmtothesequestions,andrealizedit.

ThethesisbroughtuPsomeoriginalityintheroutingProtoeol

which15basedonthePositioninformationandPutuPtheexPeriment

Platforminthefieldofroutingfeasibility.Atthesametime,thethesis

accumulatedsometestingdata,whiehmakesgreatsensetothefurther

researchontheroutingtechnologyofMAN卫T.

Keywords:

MANET,theovalregionalroutingProtoeol,thePosition

touehedoffalgorithm,zoneroutingProtoeol,AODVroutingProtocol

m

才北京邮电大学博士学位论文目录

目录

摘要....……,..........................................................................................................……I

限Ct..................................……,..............................................……,.....................……I

录.........……、......................……,......................................................................……V

1章绪论...................................................................................................……1

第目

论文研究背景及意义...........................……,...............……,,......................................……1

论文的创新点...........................……,.....……,....................……,.................……,.……,,.……2

论文的组织结构...........……,................................……,........……,...............................……3

参考文献..................................……,..................……,.................……,.........................……4

2j411r月一.,1悦1︸1.

第2章无线自组织网络的路由协议...........................................................……5

2.1无线自组织网络概述...............................................................................................……5

2.1.1无线自组织网络的定义.....................................……,..........................……,,,,.……5

2.1.2无线自组织网络的主要特点.........................................................................……6

2.1.3无线自组织网络路由协议要求.............................................................……,.……7

2.2无线自组织网络路由协议.......................................................................................……8

2.2.1主要的路由协议.............................................................................................……8

2.2.2路由协议的分类...........................................................................................……10

2.3无线自组织网络路由协议的发展趋势....................................................-............……n

2.3.1实用化和标准化.................................……,...................................................……12

2.3.2定位技术应用.……`.......................................................................................……12

2.3.3路由的安全性...........................................................................……,.............……13

2.4

第3章

参考文献..................................................................……,,,,.……,.…`.…,.....……“......……14

基于位置触发的位置信息服务协议.............................................……15

3.1位置信息服务协议................................……,...................................................……,...……15

3.1.1位置信息服务定义及分类................……,.....................................................……15

3.1.2位置辅助的广播协议..........................................................................一,....一16

3.1.3位置辅助的单播协议......................................·.·····························,···············……17

3.2现有位置信息服务协议..................................·····..···················································……17

3.2.1洪泛位置信息服务.........................................................................................……18

3.2.2距离效应位置信息服务..........................···....·.··...········································……19

3.2.3简单位置信息服务........................................................................................……20

3.2.4预测位置信息服务.....................……,............................................................……22

3.2.5静态估计位置信息服务................................................................................……22

3.3基于位置触发的信息服务协议.............................................................................