無線自組織網(wǎng)絡(luò)中多路徑負載均衡研究.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)，不僅是由無線發(fā)射器和接收器所構(gòu)成的，而且是一個多跳的實時的自治的網(wǎng)絡(luò)。因為它并不需要依靠現(xiàn)有的固定通信基礎(chǔ)設(shè)施、沒有中心控制節(jié)點、隨機分布在網(wǎng)絡(luò)中，所以頻繁移動的節(jié)點將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可能會在任何時間改變。因此，在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中研究的重難點之一是網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。
　　 然而早期提出的無線自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議更傾向于把負載分布在源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑上，并未考慮負載分配的公平性問題。這些路由協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)負載較輕

2、的情況下表現(xiàn)良好，而在負載較高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中表現(xiàn)并不理想。究其原因是，由于大量的數(shù)據(jù)分組更傾向于使用處于網(wǎng)絡(luò)中心區(qū)域的節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點來進行傳輸，從而造成網(wǎng)絡(luò)中心區(qū)域的節(jié)點成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸、擁塞不堪，而不處于中心區(qū)域的節(jié)點將出現(xiàn)空閑的情況發(fā)生，將增大網(wǎng)絡(luò)的傳輸時延、降低網(wǎng)絡(luò)性能。于是就提出了負載均衡技術(shù)。它就是在保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流量的前提下，盡量使負載均衡分布在整個網(wǎng)絡(luò)中，從而使網(wǎng)絡(luò)能夠保持高效、連續(xù)、穩(wěn)定地運行。因此，本文的工作重點將集中在傳統(tǒng)

3、路由協(xié)議基礎(chǔ)上改進，以實現(xiàn)負載均衡。
　　 首先，本文闡述了在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的負載均衡路由協(xié)議的定義及其當(dāng)前的研究情況，并對單路徑和多路徑的負載均衡路由協(xié)議進行了分析和比較。然后，改進了AOMDV協(xié)議，并提出了自適應(yīng)的負載均衡路由協(xié)議AOMDV_LB。在該協(xié)議中，提出了采用MAC層接口隊列容量作為衡量負載程度標準的自適應(yīng)負載均衡機制，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。提出了多路徑數(shù)據(jù)包調(diào)度算法，指定數(shù)據(jù)包在傳輸時間最小的路徑上傳輸，減緩了在

4、傳統(tǒng)多路徑傳輸中目的節(jié)點處發(fā)生數(shù)據(jù)包亂序的問題，并有效地減小了目的節(jié)點啟動延時和緩沖區(qū)需求。最后基于NS-2進行仿真實驗，在數(shù)據(jù)包傳輸速率不斷增加的情況下，比較AOMDV_ LB與AOMDV協(xié)議在丟包率、平均端到端時延和負載分配上的性能。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不斷增加的情況下，比較提出的數(shù)據(jù)包選路算法與最短路徑優(yōu)先算法、啟發(fā)式多路徑算法和選擇性最短路徑優(yōu)先算法在尋路成功率、路徑時延上的性能。仿真結(jié)果表明，該算法可以減少數(shù)據(jù)丟包率、降低平均端到端延時