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国际计算机与通信工程创新研究杂志

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基于智能AODV的manet高效路径选择

Krupa A Talwar1，贝纳卡帕2
  1. 印度希莫加市，印度国立印度科学院CSE系，技术硕士
  2. 印度希摩加市印度国立印度科学院CSE系助理教授
有关文章载于Pubmed，谷歌学者

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摘要

路由协议设计是移动自组织网络领域的一个重要问题。拓扑结构的变化带来了重大挑战。节点故障将导致链路中断，可能导致网络资源丢失。提出了一种分两阶段工作的新方法。第一阶段工作基于信号强度的AODV。在第一种方法失败时，工作转移到第二阶段，系统基于正常的AODV工作。信号强度AODV的工作原理是测量节点之间的信号强度，并将此值与RSSI阈值进行比较。如果该值大于阈值，则接受进一步处理，否则将丢弃。如果在第一阶段没有找到路由，系统将切换到正常的AODV，根据最小热计数选择路由。仿真结果表明，IAODV在包传递比、吞吐量、归一化路由负载、时延和控制开销等方面均优于AODV。

介绍
移动自组织网络(manet)是一种连续自配置、无基础设施的移动设备网络，无需电线连接。在manet路由协议[1]领域进行了大量的研究工作。manet的主要应用包括救灾行动、军事用途、会议和环境传感。manet采用射频技术，使用户能够最大限度地移动，这是因为没有物理电缆。MANET不需要任何基础设施或任何中央管理通信。MANET中的每个设备都可以自由地向任何方向独立移动，因此会频繁地改变其与其他设备的链接。每个节点必须转发与自身使用无关的流量，因此是路由器。
两个节点之间的通信需要一个稳定有效的路由协议来实现标准的无错误连接。由于网络中的节点移动更频繁，网络的拓扑结构不断变化，导致节点之间频繁断开。
路由协议分为两种类型，一种是响应式路由协议或随需应变路由协议，另一种是主动式路由协议或表驱动路由协议。表驱动路由创建一个路由表，其中包含到网络中每个节点的条目。节点会及时更新路由表，重新计算到所有节点的距离。主动路由的例子是DSDV方法[2]。在响应式路由方法中，每当需要连接时，都会计算源和目的之间的路由。反应性方法的例子包括DSR[3]和AODV方法[4]。

2相关工作
在manet路由领域的文献中提出了各种方法。下一节将总结其中一些方法。
基于信号强度的移动自组织网络路由协议[5]该节点计算邻居节点的信号强度，并向该节点发送路由请求。邻居节点或中间节点接受该请求后，将链路的信号强度值与Route request报文进行比较，如果小于则将报文的信号强度值更改为最小值，并转发给网络中的其他节点。这个过程一直重复，直到请求到达目标节点。目的节点收到此包后将用路由应答消息回复给源节点。源节点选择建立最快的路径转发报文，然后切换到信号强度最强的路径进行传输。
接下来的文献是基于多路径路由[6]的SINR，在这种方法中，协议计算多条路径并计算每条路由的最强链路，并将此信息转发到目的地。一旦源节点从目的节点得到回复，它将选择信号强度最大的路由。由于存在多条可用路径，当主路由发生故障时，源端将选择备用路径进行数据传输。
在manet路由选择领域的第三种方法是M-MAC:移动传感器网络基于移动的链路管理协议[7]。在这种方法中，每个节点维护一个标准RSSI表;该表包含了所有节点及其邻居的信号强度值。在这个表的帮助下，当节点的RSSI值发生变化时，该节点将预测邻居节点正在远离该节点。基于链路故障的预测，节点执行三个步骤。下降:如果预测结果显示链路中断或信号强度较弱，则执行此步骤。在这种情况下，数据包将被丢弃，该节点将重新传输该数据包。2.中继:在这一步中，如果一个节点在它的节点邻居表中有源地址和目的地址的条目，那么它就充当发送方和接收方。当源和目标之间的链接断开时，将执行此过程。 3. Selective Forwarding: in this step, if a node is receiving a packet from a node that have low signal strength, then that packet will be dropped and this link is reported as bad link

3提出工作

答:实现
在manet中，一个主要问题是在节点可移动的情况下保持节点间可靠稳定的路由。为了实现这一点，需要一个稳定的路由协议，在一个标准的传输周期内保持路由的可靠性。为了达到这一目的，提出了一种新的可靠路由协议，该协议分两个阶段工作。在第一阶段，路由根据节点的信号强度进行。如果没有邻居节点，选路过程失败，则切换到第二阶段，按照正常的AODV方法根据最小跳数进行选路。
图1显示了IAODV协议中的控制流程。在该系统中选择路由的过程如下，当需要传输时，必须创建路由;为了做到这一点，源发送RREQ包给所有的邻居。节点收到报文后，检查RREQ重试值是否小于“重试阈值”，然后选择信号阈值较大的路由。如果信号阈值较大，则中间节点将接收该数据包，否则将丢弃该数据包。
这种方法可以帮助节点根据信号强度选择稳定的路径到达目的地。如果没有到达目的地址的路由，节点会再次向邻居节点发送RREQ报文，RREQ重试值会增加。如果RREQ重试值大于或超过重试阈值，则路由过程将使用正常的AODV协议进行。由于始终存在AODV形式的替代方案，因此可以试验一种更稳定的路由，以找到比AODV更好的路径。

B. RSSI值的计算
必须对IAODV的性能进行评估;要做到这一点，首先需要计算RSSI值。计算过程采用以下参数和公式。
图像
Pr:距离d接收的功率
发射信号功率
Gt:发射机增益(所有天线1.0)
Gr:接收机增益(所有天线1.0)
d:到发射机的距离
L:路径损耗(所有天线1.0)
ht:发射机天线高度(所有天线均为1.5 m)
hr:接收天线高度(所有天线1.5 m)

四、仿真结果
实验采用NS2模拟器进行。对IAODV和AODV的性能进行了比较。本节简要介绍不同参数下的仿真结果。在这个场景中，节点的移动性被改变。
图2显示，节点速度的提高也增加了路由开销。IAODV避免了路由中不可靠的移动节点，它需要更少的重路由并导致更少的控制开销，因此随着网络中节点数量的增加，IAODV的性能优于AODV。
图3显示了IAODV选择最可靠的路径，因此与AODV相比，丢包数量也较低。因此，在高移动网络中，分组传递率也优于AODV。
与这些参数一起，图5显示了IAODV和AODV之间的延迟参数差异。从图中可以看出，IAODV的时延比AODV的要小得多。图6显示了IAODV和AODV协议的开销比较，由于AODV和IAODV协议的机制不同，后者在系统上的开销比AODV协议小。

结论
结果表明，随着网络节点数的增加，IAODV的性能优于AODV。随着节点速度的提高，由于IAODV的重传量比AODV少，因此其路由开销比AODV小。对于CBR流量，IAODV的性能略好于AODV。与AODV相比，IAODV在分组交付比和吞吐量方面似乎总是提供更好的性能。IAODV不仅提高了网络性能，而且由于减少了网络分区和网络丢包，使得数据传输更加可靠。

数字一览
图1 图2 图3
图1 图2 图3
图1 图2 图3
图4 图5 图6

参考文献








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