一種基于三角掃描的移動自組網(wǎng)廣播協(xié)議研究與實現(xiàn).pdf

1、移動自組網(wǎng)是指一組帶有無線收發(fā)裝置的移動節(jié)點組成的一個多跳的臨時性的自治系統(tǒng)[1]，網(wǎng)絡(luò)中可以沒有基站等固定的路由設(shè)施。當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)不可使用或者固定路由設(shè)施難以安裝時，如在戰(zhàn)場通訊和緊急救援等任務(wù)中，移動自組網(wǎng)提供了一種可行的地面通信和信息存取技術(shù)。 移動自組網(wǎng)中的所有通訊節(jié)點均可移動，使得網(wǎng)絡(luò)拓撲可能頻繁發(fā)生變化。傳統(tǒng)路由技術(shù)一般針對拓撲較為固定的網(wǎng)絡(luò)，很難在移動自組網(wǎng)環(huán)境下取得較好的性能，因而研究新的路由技術(shù)成為一個重要問題。

2、而拓撲易變的特點使得路由問題成為移動自組網(wǎng)中具有挑戰(zhàn)的問題。路由問題可以分為單播路由、廣播路由和組播路由，本文重點研究具有平坦結(jié)構(gòu)的高密度移動自組網(wǎng)中的廣播問題。 廣播是移動自組網(wǎng)中重要的操作。它不僅是許多應(yīng)用中的一種重要的通信模式，而且被單播路由以及組播路由協(xié)議用來實現(xiàn)路由發(fā)現(xiàn)過程和維護組成員和組播樹的狀態(tài)。在移動自組網(wǎng)的應(yīng)用中，戰(zhàn)場通訊和緊急救援等應(yīng)用通常會涉及較多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，從而使得網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點密度較大。現(xiàn)有廣播算法計算開銷

3、比較大，不適用于高密度的應(yīng)用場景，因此，我們針對這個問題進行了研究，并提出了一個基于三角掃描的RaST廣播算法。 在RaST廣播算法中，當(dāng)一個節(jié)點發(fā)起廣播時，計數(shù)其鄰居節(jié)點，若個數(shù)小于閥值N要求其所有鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)播；否則，啟用RaST機制，通過三角掃描的方法尋找關(guān)鍵節(jié)點，將找到的關(guān)鍵節(jié)點加入廣播包中。 當(dāng)一個節(jié)點接收到廣播包，判斷是否是重復(fù)的廣播包，若重復(fù)丟棄，否則傳到上層。同時，如果發(fā)送方已經(jīng)啟用了RaST機制，判斷自己

4、是否在發(fā)送方的關(guān)鍵節(jié)點集中，若在其中，選取特定的區(qū)域繼續(xù)選取關(guān)鍵節(jié)點并轉(zhuǎn)發(fā)；否則，丟棄包。如果發(fā)送方?jīng)]有啟用RaST機制，判斷自己的鄰居節(jié)點數(shù)目是否大于N，若大于，在特定的區(qū)域內(nèi)選擇關(guān)鍵節(jié)點并轉(zhuǎn)發(fā)；否則，在特定方向上洪泛式廣播。 為了檢驗RaST廣播算法的性能，我們在網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS2上實現(xiàn)了RaST廣播算法，同時選取AODV協(xié)議中的廣播操作作為性能對比的對象。通過對在一個1000m*1000m的網(wǎng)絡(luò)場景中，對四種不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

5、數(shù)目，以及四種不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點移動強度的仿真試驗數(shù)據(jù)進行分析，證明了RaST廣播算法具有較好的性能和較低的系統(tǒng)開銷，同時對不同的節(jié)點移動強度具有良好的穩(wěn)定性。 此外，我們對RaST廣播算法進行了初步的實現(xiàn)，在.NET的CompactFramework平臺上開發(fā)了基于AODV協(xié)議的即時通訊系統(tǒng)MobiMessenger。由此可以將RaST廣播算法模塊添加到MobiMessenger中，以實現(xiàn)其具有高密度網(wǎng)絡(luò)下的廣播功能。 移