無線Mesh網(wǎng)中位置輔助的路由協(xié)議研究與實現(xiàn)
本文關鍵詞:無線Mesh網(wǎng)中位置輔助的路由協(xié)議研究與實現(xiàn),,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:無線Mesh網(wǎng)絡是一種由Ad hoc網(wǎng)絡發(fā)展而來的移動多跳自組織網(wǎng)絡,以其部署快速、成本較低、覆蓋范圍廣、自治愈、可擴展等優(yōu)點,成為近年來研究的熱點,而高效靈活的路由協(xié)議是無線Mesh技術的關鍵之一。與此同時,在GPS定位基礎上,無線自主定位不斷發(fā)展成熟,這使得獲取節(jié)點位置成為普遍可能。因此,本論文將位置信息與路由過程結合,提出應用于無線Mesh網(wǎng)絡中的位置輔助動態(tài)尋找域路由協(xié)議LAWMP。本文首先介紹了無線Mesh網(wǎng)絡架構特點和適用環(huán)境,表明對其路由算法的性能要求,即業(yè)務流趨勢集中、節(jié)點有移動性且隨機動態(tài)加入或離開、多跳傳輸?shù)?并總結了無線路由技術的發(fā)展歷程以及其兩種典型的分類方法:一是通過網(wǎng)絡節(jié)點計算優(yōu)先路由的依據(jù)將其分為距離矢量路由和鏈路狀態(tài)路由,二是通過網(wǎng)絡節(jié)點獲取路由信息的方法將其分為表驅(qū)動路由和按需路由。然后本文研究了基礎的無線路由協(xié)議AODV和HWMP,分別從算法流程和數(shù)據(jù)結構方面分析其控制分組結構、路由表條目、存儲轉發(fā)流程,對兩種路由算法進行仿真對比,結果表明HWMP較適用于無線Mesh網(wǎng)絡,但時延穩(wěn)定性不足。為改善無線路由協(xié)議HWMP穩(wěn)定性,可將位置信息提供給路由算法。為此,本文研究了無線定位算法,利用多普勒頻移判斷節(jié)點是否移動,以選擇定位算法,若靜止,采用泰勒級數(shù)定位算法;若移動,則采用經(jīng)典Chan算法。之后本文提出應用于無線Mesh網(wǎng)絡中的位置輔助的動態(tài)尋找域路由協(xié)議LAWMP.在通過周期發(fā)送的Beacon幀獲取網(wǎng)內(nèi)節(jié)點位置信息后,源節(jié)點發(fā)起路由請求時要設置圓形尋找域。進一步根據(jù)節(jié)點是否移動、節(jié)點移動速度方向和鄰居節(jié)點的疏密程度,尋找域的設置將動態(tài)改變。將尋找域參數(shù)加入請求幀,做定向洪泛路由,簡單明了,易于實現(xiàn)。通過NS2軟件對LAWMP和HWMP的對比仿真,證明了LAWMP在收包率、吞吐量方面有較好的表現(xiàn),且時延、時延抖動明顯改善,穩(wěn)定性提高。最后本文結合無線Mesh網(wǎng)項目,給出了在VxWorks平臺上LAWMP路由協(xié)議實現(xiàn),包括路由模塊通過消息隊列與MAC層交互,創(chuàng)建任務,讀取位置信息并設置尋找域,路由控制請求幀、響應幀的發(fā)送處理和接收處理等。將程序燒入模塊進行測試,結果表明該方案有效減少了路徑迂回和路由跳數(shù),從而減少時延,提高了穩(wěn)定性。
【關鍵詞】:無線Mesh網(wǎng) 無線路由協(xié)議 HWMP 位置輔助路由 動態(tài)尋找域
【學位授予單位】:東南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TN929.5
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-13
- 專用術語注釋表13-15
- 第一章 緒論15-23
- 1.1 無線Mesh網(wǎng)概述15-16
- 1.2 無線路由協(xié)議概述16-21
- 1.2.1 無線路由技術發(fā)展17-18
- 1.2.2 無線路由協(xié)議分類18-21
- 1.3 論文意義及結構21-23
- 第二章 無線路由協(xié)議的研究23-35
- 2.1 引言23
- 2.2 Ad hoc網(wǎng)絡中的AODV路由協(xié)議23-28
- 2.2.1 AODV算法描述23-25
- 2.2.2 AODV數(shù)據(jù)結構25-28
- 2.3 HWMP路由協(xié)議28-32
- 2.3.1 HWMP算法描述28-30
- 2.3.2 HWMP數(shù)據(jù)結構30-32
- 2.4 仿真及結果分析32-33
- 2.5 本章小結33-35
- 第三章 無線定位算法研究35-45
- 3.1 引言35-36
- 3.2 多普勒頻移36-38
- 3.3 靜止節(jié)點定位38-39
- 3.4 移動節(jié)點定位39-41
- 3.5 仿真及結果分析41-44
- 3.6 本章小結44-45
- 第四章 位置輔助的動態(tài)尋找域路由協(xié)議LAWMP45-63
- 4.1 引言45-46
- 4.2 位置信息的獲取46-47
- 4.3 LAWMP動態(tài)尋找域的設置47-52
- 4.3.1 基于相對位置的改進47-48
- 4.3.2 動態(tài)路由尋找域48-50
- 4.3.3 路由空洞問題50-52
- 4.4 LAWMP路由處理過程52-53
- 4.5 LAWMP路由協(xié)議的仿真53-62
- 4.5.1 NS2仿真環(huán)境介紹53-54
- 4.5.2 仿真過程54-57
- 4.5.3 仿真結果及分析57-62
- 4.6 本章小結62-63
- 第五章 路由協(xié)議的實現(xiàn)63-77
- 5.1 引言63
- 5.2 VxWorks及其開發(fā)流程63-65
- 5.3 路由模塊與MAC層接口65-68
- 5.3.1 消息隊列的創(chuàng)建、發(fā)送和接收65-67
- 5.3.2 總體流程67-68
- 5.4 LAWMP路由協(xié)議實現(xiàn)68-76
- 5.4.1 創(chuàng)建任務68
- 5.4.2 位置信息的獲取68-69
- 5.4.3 路由實現(xiàn)流程69-73
- 5.4.4 路由測試結果73-76
- 5.5 本章小結76-77
- 第六章 總結與展望77-79
- 參考文獻79-83
- 作者攻讀碩士學位期間的研究成果83-85
- 致謝85
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