基于竞争转发的Ad Hoc网络多径干扰避免路由协议研究

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移动Ad Hoc网络是由一组无线移动节点组成,是一种不需要依靠固定基础设施的、能够迅速展开使用的通信系统。是完全分布式系统,不需要任何中心实体、自组织、自愈的网络。随着科技的发展,多媒体应用的出现对Ad Hoc网络路由协议性能提出了更高的要求,能够提供QoS保障的多径路由协议成为研究热点,也是研究难点。在Ad Hoc网络诸多路由协议中,多径路由在实现负载均衡、提高路由可靠性和容错性方面展现出很强的优势,而被广泛应用。但是,现有的多径路由协议没有考虑到多条路径节点之间信号相互干扰的问题,与单径路由相比吞吐量的提高并不明显。使用洪泛的方式构建多径路由,会增加网络的开销,加重整个网络的负载。本文利用MAC层RTS/CTS机制标识节点的干扰状态和竞争转发构建多径路由的思想,提出了基于竞争转发的Ad Hoc网络多径干扰避免路由协议(CIMR)。CIMR协议分为两个部分:多径干扰避免路由的构建和拥塞控制。路由发现分为三个阶段:初始发送阶段、竞争转发阶段和接收阶段。路由发现过程中,充分利用竞争转发思想与MAC层握手机制相结合,进行数据转发和标识节点的干扰状态。并且,通过节点的干扰状态构建多条相互不干扰的路径,降低网路开销,提高了网络的吞吐量。源节点通过拥塞控制策略能快速感知路径中存在的拥塞,从而进行拥塞控制,降低端到端时延和丢包率。最后本文进行了仿真实验,根据节点不同的移动速度和不同的节点密度,从控制开销、路径平均传输时延和平均吞吐量三个方面对比分析了MR2协议、AOMDV协议和CIMR协议的性能。仿真结果表明,CIMR协议的性能要比MR2协议和AOMDV协议的性能更好。
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