灾难救援场景下的无线自组织网络路由算法研究
在自然灾难和紧急突发事件中,灾难地区的通信基础设施往往遭受严重破坏或通信性能严重恶化,对救援工作造成很大阻碍。以无需基础设施,而仅依赖各无线终端动态地自组织、快速建立的无线自组织网络可为救援提供极大便利。无线自组织网络是临时性、任意拓扑的网络,其路由协议是实现和保障通信的关键。已有路由协议的研究主要关注路由发现策略,在按需路由方面的研究尤其突出。在路由算法研究中,若根据不同的救援场景,针对性地、更精细化地设计,可提升网络性能。本文详细分析了典型灾难救援场景的特点及通信需求,结合已有的无线自组织网络路由协议,针对高危险性和节点能量受限的灾难救援场景进行了路由协议的研究和改进。在核泄漏等高危险、救援面积广的灾难场景中,允许进入的救援人员数量受限,本文对基于跳数的MPOLSR路由算法进行了针对性的改进和优化,提出了一种基于期望传输时间的多径OLSR路由算法,即通过计算出节点间链路的ETX值和带宽值进行路由选择,力图改善MPOLSR路由算法的对链路丢包、带宽欠考虑的问题,以保障链路的高带宽、高吞吐量及低时延,甚至支持视频等多方式通信。NS2仿真验证表明,本文提出的改进型OLSR路由算法在端到端时延和吞吐量方面相对于对比路由算法,有明显的改善和提升。本文还研究了偏远山区灾难救援场景,通信设备的能量受限。本文借鉴AODV路由算法,采用路由维护来降低网络开销的策略,设计了带有空闲度参数的替换路由选择方式的路由算法,其中,空闲度参数通过Hello包进行通告,并存储在邻居表中,使得路由维护过程中无论活动路由中链路中断的位置如何,上游节点都可以通过选取存储于邻居表中的最大空闲度邻居来尝试本地修复。本文提出的路由算法通过引入受控重路由发现机制,减少了控制分组报文及其传输开销,也减少了固有的拥塞和时延。NS2仿真结果显示,本文改进的路由算法在归一化开销和时延方面较其它几种算法有更好的表现。
- 作者：
- 朱显
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 杨路
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- 灾难救援；无线自组织网络；路由算法；度量；开销
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- 基金项目：
- 国家科技重大专项《基于TD-LTE/TD-SCDMA的应急通信系统研发（2014ZX03001024）》课题%《基于 TD-LTE 专网宽带多媒体集群系统设备研发及规模组网应用验证（2015ZX03004004）》课题