题目：移动Ad Hoc网络低开销路由技术研究

随着科学技术的进步，人们进行通信的方式正发生着巨大的变化。下一代无线通信系统需具备快速组网能力，无需依赖于任何基础设施，移动用户就可以通过自组织的方式建立高效、健壮、动态的通信系统。受到业界广泛关注的移动Ad Hoc网络是一种特殊结构的无线通信网络，其通信依靠网络节点间的相互协作，以无线多跳方式完成，具有自组织和自管理的特征，这使得移动Ad Hoc网络不但适用于军事通信，也适用于环境监测、灾后现场临时通信等民用通信领域。然而，动态的网络拓扑、有限的网络资源给移动Ad Hoc网络的路由协议设计提出了严峻的挑战。移动Ad Hoc网络路由协议产生的路由开销是影响网络性能的主要因素之一，降低路由开销可以提高通信数据对有效带宽的占用率，减少数据报文碰撞、延迟、拥塞情况的发生。本论文针对移动Ad Hoc网络自适应路由技术的路由开销问题进行全面的分析和深入的探索与研究，主要工作内容如下：1. 针对路由发现和路由修复过程中路由控制报文的广播控制问题，分别提出了基于最小跳数表的低开销路由发现算法MH-LRD和路由修复算法MH-LRR。算法通过监听数据报文，在路径附近区域的节点中建立最小跳数表，并在路由中断后的路由发现和路由修复时对路由控制报文的转发范围和条件进行限制。该算法可以对现有的各种按需类路由协议进行优化，减小路由控制报文的转发区域大小，降低路由开销。采用理论分析验证了算法在降低路由开销方面与现有算法相比的优势，采用仿真实验验证了算法的优良性能。2. 针对多路径的不相交性和互冗余的平衡性问题，提出了一种利用不相交多路径间的冗余性降低路由开销的K冗余多路径模型。模型充分利用了移动Ad Hoc网络共享无线信道的特点，既考虑了通信节点间多路径的不相交结构，同时也利用了多路径间的互冗余性来提高多路径的稳定性，可以在时域上减小路由控制报文的产生频率。采用概率分析方法与单路径和两种多路径结构进行比较，对路径稳定性、报文传输可靠性和多路径负载均衡能力进行了系统的分析，通过对分析结果的讨论，论证了K冗余多路径结构在数据报文传输方面的性能优势。3. 基于对不相交多路径和备用多路径路由协议的研究与分析，提出了构建K冗余多路径结构的多路径路由协议KRMR。其中，路径构建协议KRMR-RC通过一次路由发现请求和应答过程建立K冗余多路径结构，保证路径无环性和不相交性；在选择不相交主路径时提出了一种改进的启发式最大路径集选择算法KRMR-PRS，与现有的多路径选择算法相比具有更低的算法复杂度；提出了一种动态拥塞控制算法KRMR-CC，充分利用K冗余多路径结构特点对数据报文的路由过程进行优化，避免网络节点拥塞情况的发生。论文对该协议的有效性和路由开销性能进行了实验评价。4. 基于节点位置管理的位置服务方法频繁进行位置更新和查询操作会产生过多的路由开销，针对这一问题，提出了一种基于移动位置代理的位置辅助路由协议MLA。协议通过引入移动位置代理，提高网络中存储的节点位置信息的有效性；针对空白移动位置代理提出的peri-min算法可以提高报文传输的成功率。采用理论方法计算了位置更新和查询开销，分析了移动位置代理在不同网络环境下的最优化问题；采用仿真方法对协议在路由开销、数据报文发送成功率和延迟方面的性能进行了验证，实验表明协议具有较好的综合性能。