無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)KTRP核心樹(shù)路由協(xié)議優(yōu)化研究.pdf

1、無(wú)線傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展,使得Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種不依賴(lài)于固定基礎(chǔ)設(shè)施的、具有自組織特性的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。它具有組網(wǎng)方便、靈活,受時(shí)間和空間制約小的特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于救援、戰(zhàn)場(chǎng)和探險(xiǎn)等場(chǎng)合。由于網(wǎng)絡(luò)資源有限和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頻繁變化,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法不適用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。這給Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由問(wèn)題帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),同時(shí)也引起了極大關(guān)注。 863課題“無(wú)線移動(dòng)自組織互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制”中提

2、出了一種分層的自組織算法——核心樹(shù)路由協(xié)議(Kernel Tree Routing Protocol, KTRP),它是一種混合式(hybrid)路由協(xié)議,具有分層自組織、混合式路由、無(wú)環(huán)路由等特點(diǎn)。KTRP路由協(xié)議通過(guò)無(wú)線路由器(Wireless Router, WR)的樹(shù)形邏輯拓?fù)浣鉀Q了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中路由環(huán)路的問(wèn)題,易于組建較大的網(wǎng)絡(luò)。但是原KTRP路由協(xié)議的通信規(guī)則和邏輯上的核心樹(shù)形拓?fù)鋷?lái)了迂回路由、根節(jié)點(diǎn)易形成瓶頸等問(wèn)題,

3、導(dǎo)致核心樹(shù)的開(kāi)銷(xiāo)過(guò)大。 本文針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,在原KTRP協(xié)議上提出了改進(jìn)方法。首先引入了“直連同級(jí)鄰居WR”的概念,通過(guò)直連同級(jí)鄰居節(jié)點(diǎn),使得路由選取除了匯聚點(diǎn)之外有了新的選擇,在原KTRP協(xié)議中需要匯聚點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)才能進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在可以直接進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)中由轉(zhuǎn)發(fā)帶來(lái)的冗余開(kāi)銷(xiāo)減少,使得核心樹(shù)的總體開(kāi)銷(xiāo)減小,核心樹(shù)開(kāi)銷(xiāo)過(guò)大的問(wèn)題能得到改善。 接下來(lái)本文提出了動(dòng)態(tài)根節(jié)點(diǎn)的概念,使用根節(jié)點(diǎn)自動(dòng)更新原則選擇跳數(shù)最小的根節(jié)點(diǎn)。本文增

4、加了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔鞱TT(Network Topology Table),由根節(jié)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)。該表包含了所有節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)關(guān)系,根據(jù)這個(gè)關(guān)系,根節(jié)點(diǎn)可以計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并且以此計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)到所有節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)總和。這個(gè)表保證了根節(jié)點(diǎn)可以了解所有節(jié)點(diǎn)的具體位置信息。在此基礎(chǔ)上本文設(shè)計(jì)了根節(jié)點(diǎn)自動(dòng)更新原則,通過(guò)動(dòng)態(tài)選擇最佳根節(jié)點(diǎn)的策略選擇跳數(shù)總和最小的根節(jié)點(diǎn),盡量使網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)總和為最小,從而減少核心樹(shù)的路由開(kāi)銷(xiāo)。從總體上實(shí)現(xiàn)對(duì)核