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多信道短波无线自组网OLSR路由协议研究

多信道短波无线自组网OLSR路由协议研究

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作者：羊杰重庆邮电大学

学位级别：硕士

短波自组网是自组网的一个分支,它不仅具有自组网无中心、自组织、多跳路由以及动态拓扑等特点,还具有短波通信运行成本低、设备安装便利、通信范围广以及抗摧毁性强等特点。随着社会的发展,短波自组网也越来越受关注。优化链路状态路... 详细信息

短波自组网是自组网的一个分支,它不仅具有自组网无中心、自组织、多跳路由以及动态拓扑等特点,还具有短波通信运行成本低、设备安装便利、通信范围广以及抗摧毁性强等特点。随着社会的发展,短波自组网也越来越受关注。优化链路状态路由协议(Optimized Link State Routing,OLSR)被广泛地应用于各种场景,但是对于短波信道窄、传输速率低并不能很好地适应。为了满足短波自组网的性能需求,需要设计一种能够适用于短波自组网的路由协议。本文结合短波自组网的特点深入研究OLSR路由协议,提出了两种改进的短波自组网OLSR路由协议。1.针对短波信道窄、发送速率低导致发送等待队列堆积很多的消息,从而出现网络拥塞,甚至可能导致控制消息三个周期内到达不了相应节点,节点的相关表项过期最终出现路由丢失的情况,提出了一种低开销稳定的短波自组网OLSR路由协议(Low control overhead and stable OLSR routing protocol for short-wave ad hoc networks,RCO-OLSR)。RCO-OLSR路由协议包含四个改进机制:首先通过基于链路变化自适应发送HELLO消息机制解决局部的网络拥塞,使得HELLO消息能够在三个周期内到达邻居节点;其次通过基于拓扑变化自适应发送拓扑控制(Topology Control,TC)消息机制解决了全局的网络拥塞;然后通过及时获取全网路由机制,让新入网节点更快地建立路由;最后通过更加稳定地计算路由算法,让生成的路由表能够存活一段时间,解决了部分路由丢失问题。理论分析和仿真实验表明该路由协议能够降低控制开销,提高数据分组传送成功率,降低端到端时延。2.针对节点动态的变化导致链路不稳定而路由失效、新入网的节点获取全网拓扑信息时间过长以及传统的多点中继(Multi Point Relay,MPR)选择算法存在冗余问题,提出了一种更快获取全网拓扑信息的MPR选择算法(MPR Selection Algorithm for Receiving Network-wide Topology Information Faster,RFC-MPR)。该算法包含三个机制:首先通过节点的位置信息判断节点相对位置的变化程度,选择变化最小的节点为MPR,解决了链路不稳定路由失效问题;然后通过计算节点的有效覆盖面积,选择新加入的节点是其一跳邻居相对概率更大的节点为MPR,解决了新节点获取拓扑信息时间过长问题;最后在覆盖度一样的情况下,选择连接度更小的节点为MPR,解决了冗余问题。理论分析和仿真实验表明,RFC-MPR选择算法能够缩短新节点获取全网拓扑信息的时间,同时能够提高数据分组传送成功率。

关键词：短波自组网路由优化链路状态路由协议多点中继选择控制开销

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