两种无线Mesh网络路由协议仿真与性能比较

当前,对无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)研究的主要方向之一就是无线路由技术。主要分析研究了无线Mesh网络AODV和AOMDV路由协议,并利用NS2网络仿真软件,分别在不同运动速度、不同业务负载、不同节点数目以及不同拓扑变化下对这两种路由协议进行了仿真。最后,从分组投递率、端到端平均时延和路由发现频率三个方面进行了详细分析,比较总结出了各自的优缺点。研究成果表明,AOMDV多径路由协议比AODV协议更适合于无线Mesh网络。     

无线网状网络路由协议在矿山应急通信中的应用研究

无线网状网络(Wireless Mesh Network,WMN)在矿山应急通信系统中的稳定拓扑结构以及高容量高速率的性能给路由协议的设计提出了新的要求,为了得出更适用于矿山应急的WMN路由协议,分类阐述了主动路由协议、按需式路由协议和混合式路由协议三类路由协议,并且从多方面介绍了AODV、AOMDV和HWMP三种常见路由协议的性能并分类综述了常见的改进措施,对于网络利用率问题,借助能量消耗的平衡策略进行改进,对于路由开销大的问题,从优化节点间的移动机制降低节点能耗方面改进,对于链路干扰的问题,从分配节点任务队列和预防网络热点两方面进行改进,结果表明AODV路由协议相较于其他协议更有优越性,最后,从Mesh网络管理和改进链路故障、数据机密性等路由问题展望未来的研究方向。     

基于负载均衡与时延约束的AODV协议

为了降低无线网格网(Wireless mesh network,WMN)中节点间的端到端传输时延,该文提出了一种改进的基于负载均衡与时延约束的自组织网络按需距离矢量路由协议(Enhancedrouting protocol on ad hoc on-demand distance vector(AODV)with load balance and delay restriction,BD_AODV)。BD_AODV要求源节点在进行路由请求时,包含对传输时延的要求和节点的负载信息,选择满足传输时延要求的节点转发路由请求至目的节点,目的节点搜集并将每条链路的平均负载反馈给源节点,使其能够据此选择合适的传输路由。网络模拟软件仿真实验表明,BD_AODV有助于保持网络的负载均衡,缩短端到端的传输时延,减少数据包丢失,提高无线网格网的服务质量。     

Ad Hoc网络NLRP路由协议及其开销函数

目的 研究移动Ad Hoc网络路由协议的规模性开销函数。方法 运用所提出的节点位置路由协议(NLRP,Node Location Routing Protocol)和节点移动性分析模型,推导了与位置更新和目的节点搜索有关的开销函数。结果 路由协议的总开销是凸函数,最佳位置更新阈值决定了路由开销。结论 对于给定的路由协议,网络的规模性取决于路由开销。根据路由请求到达的分布规律和节点的移动性,建立协议的开销函数,是进行网络优化和规模性研究的关键。     

基于复合判据和改变触发机制的WMN路由协议设计与仿真

为了提高无线Mesh网络路由协议的吞吐量和传输质量,提出了一种跨层路由协议MCL-AODV.该协议通过跨层操作机制综合考虑MAC层链路质量、节点队列拥塞度和无线传输距离对链路性能的影响,创建复合路由判据以优化路由选择过程;通过改变HELLO消息触发机制降低路由管理控制开销.仿真结果表明,MCL-AODV降低了平均路由开销、减小了端到端时延,提高了网络吞吐量和分组投递率.     

限制TTL的PREQ广播风暴抑制方案

在使用混合无线网状网协议(hybrid wireless mesh protocol,HWMP)的IEEE802.11s树状网络中,子节点之间通过洪泛PREQ(path request)来维护路由,会带来严重的PREQ广播风暴问题。为了解决这个问题提出了一种限制TTL(time to live)的PREQ广播风暴抑制方案。该方案设计了一种子节点分级策略：利用HWMP的表驱动路由,根据子节点到根节点的路由跳数将子节点分级,并在网络中同步等级信息。源节点在发送PREQ时不再使用HWMP默认的TTL,而是将PREQ的TTL设置为源节点与目的节点的等级和。理论分析和实验结果表明,该方案限制了PREQ的传输距离,在节点位置固定的静态树状网络中,当源节点与目的节点的等级和不大时该方案在路由开销、回路时延、丢包率和吞吐量上的性能表现都优于HWMP。     

基于分簇的Ad Hoc网络媒体接入控制协议C-USAP

在未来大规模无线自组织网络中,不但要保证数据的高效传输,还要保证能够适应网络拓扑结构的快速变化.现有的M-USAP(改进的统一时隙分配协议)能够在一帧内完成全网控制信息的交互,每个节点拥有全网路由信息,在小规模网络中能够快速适应网络拓扑结构的变化.但是随着网络规模的增大,存在路由开销大、收敛慢、端到端时延大、节点吞吐量小、时隙复用率低和网络反应迟钝等问题.针对上述问题,提出一种适用于大规模无线自组织网络的媒体接入控制协议CUSAP(分簇式统一时隙分配协议).该协议基于分簇思想,簇内采用动态时分多址协议,簇间采用多频段分割技术,实现高效的簇内和簇间节点交互.仿真结果表明:该协议具有路由收敛快、业务收发平稳、端到端时延小、时隙复用率高和网络灵活等特点.     

基于HWMP协议的无线Mesh网络多路径路由策略

IEEE 802.11s提出的HWMP(hybrid wireless mesh protocol)路由协议不能有效解决网络拥塞,本文提出一个基于HWMP多路径路由策略。该策略通过设置节点前向邻居节点的链路状态参数、路径的期望传输效率来寻找处三条最优路径。实验发现,多路径路由策略不仅提高了网络吞吐量而且降低了端到端延时。     

一种新型的高吞吐量路由量度

在期望吞吐量路由量度的基础上,研究路径负载状况和链路干扰范围对路径性能的影响,将介质访问控制子层(Media access control,MAC)接口平均等待队列长度和MAC层向物理层递交数据的速率作为节点负载加入到路由量度中, 提出一种用于无线Mesh网络(Wireless mesh network)的新型路由量度,并将该量度应用于动态源路由协议DSR(Dynamic source routing protocol)协议中;通过仿真实验研究该路由量度中权值系数β的取值对网络性能的影响,并在仿真网络性能β最优时,分析比较期望吞吐量度和新型路由量度在网络吞吐量和数据包端到端延迟方面的性能.仿真结果表明:在数据流量较大、网络负载较大的多射频多信道无线Mesh网络中,新型的路由量度能够提供比期望吞吐量路由量度更准确的链路及路径性能的估计,使得基于该路由量度的路由协议能够选择数据位总传输延迟最小和总节点负载最小的路径,能够避开网络中的繁忙路径和拥塞节点,从而有效地提高网络吞吐量,降低数据包端到端延迟,实现网络的负载平衡.     

QL-OLSR:一种基于Q-Learning思想优化的移动自组织网络路由协议

现有的OLSR中能够完成对全网路由信息的交互,但是随着节点的移动速度增加,网络拓扑也在快速动态变化,从而导致了路由信息更新慢,网络性能下降,端到端时延大、包丢失率增加和节点吞吐量小等问题.针对上述问题,提出了一种基于Q-Learning思想的移动自组网OLSR路由策略,该路由策略从节点移动性、链路速率和节点跳数三方面进行考虑.与传统方法相比,Q-Learning能够在线学习,适应MANET高度动态变化的拓扑结构,检测不同时间点的节点移动程度,使每个节点能相应的更新路由度量,从而提高路由协议的稳定性,提供可靠的路由路径.实验结果表明,改进的方法具有更低的端到端延迟、更小的包丢失率以及更高的吞吐量.     

无线Mesh网络路由技术的研究与分析

通过对无线Mesh网络路由技术的研究,结合无线Mesh网络的特殊形态——WLAN Mesh网络进行路由技术的探讨,详细研究和分析了802.11s的HWMP路径选择协议。     

一种基于分层结构的区域路由协议

Ad hoc 网络区域路由协议ZRP（Zone Routing Protocol）结合了先应式与反应式路由协议的特点,在路由时延与路由的通信开销之间做出了折中,并且表现出良好的性能,但是该协议存在着节点分区高度重叠和扩展性差的缺点.为了解决ZRP 协议分区高度重叠的缺点,本文采用了分层网络结构中簇的概念来取代混合路由协议中的分区,在分层网络结构的高级层以簇为单位对网络进行再次分区,提出了一种基于分层结构的区域路由协议CB-ZRP（Clustering-Based ZRP）,并在NS-2 平台上进行了仿真实验,在平均端到端时延、分组到达率和路由负载这3 个方面验证了CB-ZRP 协议的有效性,比较ZRP协议路由负载降低平均接近25%.     

面向无线Mesh网络的HWMP路由协议的改进研究

在基于HWMP路由协议的研究上,进一步提出一种面向无线Mesh网络的LB-IA-HWMP路由协议,该协议打破了以往单一路由判据的观念,采用了一种综合性的路由判据BPF(Best Path Finding),此路由判据综合考虑了节点的负载能力和处理能力以及链路的干扰程度,单一的路由判据在提高无线Mesh网络性能方面存有局限性问题,然而此协议可以很好地改良这一问题,为保证无线Mesh网络的正常运转,一定要尽力保证网络中节点之间流量的负载均衡且控制链路干扰的程度,因此该协议的采用能够在无线Mesh网络运行过程中大幅度的预防网络拥塞的产生和降低链路干扰.经过仿真与分析后,结果表明有效预防了网络运行过程中高负载区域的产生,充分利用了无线Mesh网络中节点之间的数据传输的链路资源,使得网络的整体性能得到了大幅度的提高.     

一种MANET中基于位置信息的ZRP路由协议

首先介绍了移动自组网和现有的一些路由协议,然后分析了移动自组网中ZRP协议并提出了一种新的改进的协议L-ZRP.L-ZRP是一种基于位置信息的ZRP协议.为了避免路由发现的盲目性,L-ZRP只在节点位置变化大于一定程度时才启动路由发现.通过目的节点的位置信息,L-ZRP能够确定一个包转发域,以此来限制包转发的范围.在L-ZRP中,分组中所携带的位置信息在节点移动造成位置明显改变时也能够及时更新.这些特点使得L-ZRP能够适应节点的移动性.最后使用NS2对L-ZRP协议进行了仿真,通过对仿真结果的分析显示L-ZRP在减少路由开销和平均端到端时延、提高包投递率方面都有明显的改善.     

基于综合准则的无线Mesh网络跨层路由协议

为了满足无线Mesh网络自身的负载均衡、路由容错与网络容量等要求,根据无线Mesh网络的网络特点,按照其路由协议的要求,分析了路由协议DSR的优缺点.引入跨层设计的方法,提出一种适用于WMN的基于综合准则的DSR跨层路由协议,该方法综合考虑了路径帧投递率、期望传输次数与平均端到端时延的因素.分析与仿真结果显示,该方法极...     

基于移动性的功率感知路由协议

移动Ad-hoc网络中节点一般由电池提供能量,有效地节约能量显得尤为重要。在功率感知和AODV协议的基础上,提出了一种基于移动性的功率感知路由协议(M-PAR)。协议引入了可用邻居节点平均能量值和节点相对移动性值,选择可用邻居节点平均能量值高,且相对移动性值小的链路作为路由。仿真验证表明:与传统的PAR协议相比,M-PAR协议获得了较好的节能效果,网络生命周期提高了50%。同时,在包投送率、端到端延时取得了较好的改善。     

一种基于社区的机会网络路由算法

针对采用社区划分策略的机会网络路由算法在消息传输过程中存在时延过长、冗余转发的问题,提出一种基于社区的机会网络路由算法Routing algorithm for Opportunistic Networks based on Community(RONC),通过充分利用通信重叠区域内的节点转发消息,优化转发节点判定机制,重设消息传输条件,降低消息转发次数,从而提高消息传输成功率,降低传输时延。理论分析和仿真结果显示:RONC算法在平均端到端时延、转发效率和平均存储时间等方面均优于经典的Epidemic routing算法、Prophet routing算法及其改进算法Community-driven Hierarchical Message Transmission Scheme(CHMTS)。     

Ad Hoc网络中一种针对黑洞攻击的研究

针对被黑洞攻击后网络中的包投递率降低和平均端到端时延增大等问题,提出基于信用机制的AODV路由协议改进协议,即在AODV路由协议的路由寻找过程中增加判断节点信用值的环节,源节点根据发送信息的节点的信用值来决定使用该条路由与否。实验结果表明,改进后AODV路由协议的包投递率和平均端到端时延都有所改善。     

一种基于多Agent强化学习的无线传感器网络多路径路由协议

文章研究了无线传感器网络中存在的多条最短路径路由选择问题。将无线传感器网络看作多Agent系统,采用强化学习理论,提出了一种基于多Agent强化学习的无线传感器网络多路径路由协议MRLMPRP(Multi-agent Reinforcement Learning based Multiple-path Routing Protocol)。该协议综合考虑了所要发送数据的优先级、节点间的链路质量以及节点数据缓冲队列的拥堵情况,为不同优先级的数据选择出当前网络状况下最优的路径进行数据的传输。仿真结果表明了该协议在降低网络平均端—端延时、提升数据包成功投递率方面的有效性。     

基于距离门限的水声网络自适应路由协议

针对水声传感器网络长时延和高能耗的问题,提出了基于距离门限的自适应路由协议ARBDT (Adaptive Routing Protocol Based on Distance Threshold)。该协议采用单路径逐跳信息传输方式,节省了路由开销;同时根据网络密集程度自适应地调整距离门限,抑制了冗余节点的回应,降低了控制包冲突的概率,使发送节点能快速获取转发节点。仿真结果表明,与SBR（Sector Based Routing）协议相比,ARBDT协议能缩短时延,降低网络能耗,从而获得更好的性能。