无线自组网的学习总结.doc

无线自组织网的路由协议性能分析 什么是自组织 混沌系统在随机识别时形成耗散结构系统在远离平衡态条件下, 通过与外界进行交换及组分间非线性关系所形成的一种新型有序组织结构。的过程被定义为自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织，就是他组织；如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构，就是自组织。无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network)，是一种不同于传统无线通信网络的技术。传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时，由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽受限、对实时性业务支持较差、安全性不高的弊端。目前，国内外有大量研究人员进行此项目研究。 无线自组织网络(mobile ad-hoc network)是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。通常节点具有持续的能量供给。路由器提供了异构网互联的机制，实现将一个网络的数据包发送到另一个网络。而路由就是指导IP数据包发送的路径信息。路由协议就是在路由指导IP数据包发送过程中事先约定好的规定和标准。路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。DSDV DSV(destination-sequenced distance-vector)协议是在DVA基础上进行改进设计的。它被认为是最早的自组网路由协议。DSDV的特点是采用了序列号机制用于区分路由的新旧程度，防止DVA可能产生的路由环路。它的缺点是不适应变化速度快的自组网，不支持单向信道。 3.1.2 WRP WRP(wireless routing protocol)协议是在路径发现算法PEA(path finding algorithm)基础上改进设计的。PEA与DVA不同，它利用去往目标节点的路径长度和相应路径的倒数第二跳节点信息加速路由协议收敛速度，改善DVA中路由环路问题。WRP对PFA的改进之处在于当节点i监测到与邻居节点j的链路发生变化时，i会检查所有邻居节点关于倒数第二跳节点信息的一致性，而PFA只会检查节点j关于倒数第二跳节点信息的一致性。这种方式可以进一步地减少出现路由环路的次数，加快算法的收敛速度。3.2.3 STARA STARA(system and traffic dependent adaptive routing algorithm)协议采用最短路径算法计算路径，但“最短”路由度量采用了平均延时时间，而不是常用的跳数，也就是说STARA在进行分组路由时，考虑了无线链路的容量和排队延时等因素。每i采用改进的端到端确认协议为每一对源和目的节点(i，d)计算平均延时D(t)，方法如式3-1所示。其中, λ[0,1]，为遗忘因子，用于调整历史延迟值和当前延迟值的权重关系: kN，N表示节点i一跳可以到达的所有邻居节点的集合。然后根据式3-2所示，将经过的交通流量分配给不同的邻居节点，目标是使得所有可用的路径具有相同的延时。需要特别指出的是，这种路径平均延时估测机制并不需要双向信道和节点间的时钟同步的支持。 Ddik（t）=1∕(1-λ)×Σ[λi×D(t-l)] 3-1 Pdik(t)=Pdik(t-1)+a(t)×(Did(t)-Ddik(t)) 3-2 3.2按需路由 与主动路由相反，按需路由认为在动态变化的自组网环境中，没有必要维护去往其他所有节点的路由。它仅在没有去往目的节点路由的时候才“按需”进行路由发现。因此，拓扑结构和路由表内容是按需建立的，它可能仅仅是整个拓扑结构信息的一部分。它的优点是不需要周期性的路由信息广播，节省了一定的网络资源。缺点是发送数据分组时，如果没有去往目的节点的路由，数据分组需要等待因路由发现引起的延时。 按需路由协议通常由路由发现和维护两个过程组成。当源节点发现没有去往目的节点的路由时，触发路由发现过程。这个过程类似于有线网络中建立电路连接的协商过程。