采用定向天线的移动自组网路由技术研究.doc

采用定向天线的移动自组网路由技术研究.doc采用定向天线的移动自组网路由技术研究【摘要】定向天线能有效提升移动自组网路由协议DRP的性能。文章对移动自组网中引入定向天线的好处作了简要介绍,重点对其关键技术进行了归纳研究,最后对定向路由的研究现状进行了小结。【关键词】移动自组织网络定向天线路由技术DRP 1引言移动自组织网络(,work)路由协议是目前无线网络研究的热点之一,近年来人们对移动自组织网技术持续增长的兴趣引发了许多路由协议方案的提出。移动自组网中路由设计出现困难的重要原因就是:网络拓扑结构的高动态性和无线信道的时变性。采用全向天线时,路由发现过程中大量查询包的全网洪泛,消耗了有限的无线带宽资源,且可能会带来广播风暴和信号干扰等诸多问题,的应用。为此,大量的研究者改变了原始的在全向天线模式下进行路由设计和改进的思维模式,提出基于定向天线的移动自组网路由的思想,希望以此提升移动自组网的性能。 2引入定向天线的好处把定向天线引入移动自组网中的研究最早见于上世纪八十年代末,[1]。采用定向天线,节点能够把发射能量集中起来朝其目的节点的方向发送,在很大程度上减少了区域内邻近节点之间的干扰,在正确的方向上产生更高的信噪比SNR,增大了传输距离和数据率,增强了链路的鲁棒性,也减少了相同传输距离下的节点功耗。它使多个节点可以同时传输,在很大程度上提高了网络的空间复用度;而且通过定向传输和接收带来的额外增益也使远距离节点间的通信成为可能,提高了网络吞吐量。此外,定向通信可以很好地解决全向通信中的隐藏终端和暴露终端问题,以及文献[2]提出的如何发现下一跳节点位置并与其波束相对、邻节点由于运动而引起其所在波束的变化、“听不见”带来的路由断链等定向路由问题。 3定向路由中的主要技术对定向天线应用于Adhoc网络的早期研究,较多的集中在物理层上的能量控制与波束形成方面,目前主要集中在MAC层和链路层协议的邻节点发现机制及多址接入方式中采用定向传输控制,在路由协议中采用定向天线的研究则比较有限[3-5]。现有定向路由方案大多是对目前已有全向路由方案进行修改,来适应定向通信的要求,进行包的定向传送。其主要集中在对采用全向天线的反应式(按需)路由的改进来实现,如利用方向估算来限制路由请求包定向洪泛范围的按需型定向路由[4];或者是通过与MAC的跨层交互来实现,如使用定向邻节表DNT来和MAC层交互共享的DRP[2]、基于DiMAC多址协议的DDSR[3]等。此外,还有基于发送方向来限制路由请求洪泛范围的先应式路由。目前,还未有人提出完全适合定向通信环境的完整路由协议方案,现有基于定向天线的移动自组网路由协议解决的主要技术问题[6]有: (1)路由环路避免环路将导致路由错误,浪费大量的带宽资源,严重影响路由协议的性能,无环路是保证路由协议正确性的一个基本要求。源路由协议中的路由信息标记在数据分组和路由控制分组的头部,本身能够环路避免。链路状态协议是在得到全部网络拓扑信息的条件下进行路由计算的,所以也不会产生环路。距离矢量路由协议采用信息标识技术来解决路由环路问题。可见,由于定向天线的特性,基于定向天线的移动自组网路由协议本身就具有路由环路避免的功能。(2)路由选择路由选择是指根据网络状态信息和用户业务状态信息选择最佳的路径,负责确定把所收到的分组转发到哪一个链路接口。影响路由选择判