Ad hoc网络DSR路由协议和网络管理的研究与实现

作     者：刘松华 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：武穆清

授予年度：2014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：Ad hoc 动态源路由 网络管理 ETX AETXT 

摘      要：随着物联网和大数据的蓬勃发展,Ad hoc网络技术在数据感知、车载网、环境监控、应急通信领域的应用越来越广泛。针对现实应用中Ad hoc网络技术存在的问题,本课题重点对Ad hoc网络路由协议和网络管理两个方面进行了研究和实现。 在路由协议方面,研究发现动态源路由协议(Dynamic Source Routing Protocol, DSR)采用的最短跳数优先的路由判据在实际应用场景中无法选择一条从源节点到目的节点的有效路由,导致了数据包的大量丢失;而经典的期望重传次数判据(Expected Transmission Count, ETX)即使在固定场景下也总是在时间轴上波动,并且没有考虑实际无线信道“灰色区域和“波动链路的影响;为了克服这些缺陷,本课题组提出了一种新的路由判据：带有门限值的平均期望重传次数判据(Average Expected Transmission Count with Threshold, AETXT)。 AETXT具有两个明显的特点：(1)通过引入平均期望重传次数(Average Expected Transmission Count,AETX)判据代替ETX,AETXT均衡考虑稳定性和对链路质量变化反应的及时性,(2)通过给AETX引入一个门限值,AETXT充分地考虑了无线信道“灰色区域和“波动链路的影响。通过测试结果我们发现,相比ETX,AETXT在TCP吞吐量、UDP吞吐量方面分别增加了50%和14.7%,而在TCP丢包率、UDP丢包率方面分别减少了5.8%和5.7%,特别是在传输多媒体视频数据时,AETXT的性能明显优于ETX,证明了AETXT的有效性。针对DSR路由协议参数,本课题提出了“减少源节点路由请求重传次数、减少网络缓存个数、减小路由请求周期的策略,并经过证实。 在网络管理方面,本课题结合Ad hoc网络平台开发了一套网络管理系统,实现了网络拓扑动态获取,参数自动配置和感知数据自动采集、存储和分发,为Ad hoc网络技术推向实际应用做了有力探索。