自组网组播路由协议MAODV的实现与改进

作     者：孙大江 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：史琰;周元

授予年度：2016年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：无线自组网 组播 树形拓扑 辅助链路 

摘      要：无线自组织网络(Ad Hoc)是一种具有多跳、无中心和自组织等特点的无线网络,由一组携带无线通信收发设备的移动节点组成。无线自组织网络在局部军事行动、抢险救灾和民用紧急救援等多个领域的应用日益广泛。为了能够高效的支持各类自组网分发型业务,组播路由协议作为其网络协议的重要组成部分,具有十分重要的研究意义。本文首先在自组网节点系统上分析并实现了基于共享树结构的组播路由协议MAODV(Multicast Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing Protocol),在此基础之上,以进一步提高组播数据传输的效率和可靠性为目的,提出并实现了一种基于辅助链路的组播路由方法MAODV-AL(MAODV With Auxiliary Link)。该方法利用网络中的邻居关系和共享树外部的节点在组成员之间构建辅助链路,使得组播数据除了能够通过共享树原有的上下行链路进行传输之外,还可以同时利用无线信道的广播特性,通过辅助链路进行传输。辅助链路主要实现两方面的优化效果:首先,在进行组播通信时,数据能够以更小的平均传输跳数从发送源节点到达每一个组播成员,提高了组播数据的传输效率;其次,在共享树链路断开导致拓扑分割时,辅助链路还可以作为备用链路继续保持连接,提高了数据传输的可靠性。为了对两种组播路由协议进行性能测试和分析对比,本文设计和实现了自组网拓扑仿真平台,并分别在拓扑规模变化和节点移动速度变化的不同场景下,统计对比了MAODV协议和MAODV-AL协议的数据平均传输跳数、丢包率和归一化路由开销三个性能参数。仿真结果表明:MAODV-AL协议相对于传统的MAODV协议在归一化路由开销方面有所增大,但是能够在降低组数据平均传输跳数和丢包率方面取得良好的优化效果,总体上达到了本文的设计目的。