基于定向天線的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究.pdf

1、隨著天線技術(shù)的發(fā)展,定向天線被越來越多的應(yīng)用到無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中。在基于定向天線的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中,鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)的過程是網(wǎng)絡(luò)初始化過程中最重要的一個環(huán)節(jié)。然而,定向天線的引入給這一過程帶來了很大的挑戰(zhàn)。除此之外,隨著多媒體應(yīng)用的普及,通信節(jié)點之間的信息共享也成為無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的一項廣泛的需求。然而,由于無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中缺少中心控制節(jié)點,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)策略并不適用。基于定向天線的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)有著非常廣泛的應(yīng)

2、用前景,鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議及信息共享策略都是提升Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能的重要切入點,本文分別針對這兩個方面提出了更加高效的協(xié)議,對基于定向天線的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著重要的參考價值和應(yīng)用價值。
　　針對以上兩個問題,本文首先對無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議進行了研究,為了使得協(xié)議的應(yīng)用成本更低,適用范圍更廣,本文致力于解決時鐘異步環(huán)境下基于定向天線的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)問題。在對現(xiàn)有各種鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議進

3、行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上,本文提出了一種鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議,包括一種可以在異步情況下使用的鄰居節(jié)點掃描方法SBAN(Scan-Based Asynchronous Neighbor Discovery)用以實現(xiàn)節(jié)點間的相互發(fā)現(xiàn)和一種動態(tài)自適應(yīng)策略來最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參數(shù)的配置。該協(xié)議在不利用網(wǎng)絡(luò)先驗信息和外部設(shè)備協(xié)助的情況下,通過基于定向天線的掃描協(xié)議實現(xiàn)異步時鐘環(huán)境下的鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn),并且可以通過自適應(yīng)的調(diào)整策略取得鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)過程時間性能上的提升

4、。同時,針對該鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議,本文建立了數(shù)學(xué)模型,給出了詳細的性能分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo),并使用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真工具對該協(xié)議性能進行了仿真分析和驗證。由這些分析及仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),本文提出的鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議在不增加算法復(fù)雜度和應(yīng)用成本的前提下,提升了基于定向天線的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)初始化組網(wǎng)的時間性能。
　　其次,針對基于定向天線的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的信息共享需求,本文對現(xiàn)有的路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議進行了研究,分析了定向天線和無線Ad H

5、oc網(wǎng)絡(luò)的特點對路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的影響,提出了一種以最優(yōu)化信息共享效率為目標的高效路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議,包括一種動態(tài)自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分組策略和一種單播和廣播結(jié)合的路由轉(zhuǎn)發(fā)方法。其中,本文提出的網(wǎng)絡(luò)分組策略利用了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的地理位置信息和歷史通信信息,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的通信需求和地理位置移動情況,實時得調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的分組情況以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)信息共享的需求。在基于網(wǎng)絡(luò)分組的情況下,本文提出的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略在分組內(nèi)和分組間采用不同的路由轉(zhuǎn)發(fā)方法,分別充分的發(fā)揮了定向天