小尺度衰落产生的原因分析

小尺度衰落产生原因

可伸缩的移动模型透视和无线Ad-Hoc网络中的路由协议性能（Mobility Model Perspectives for Scalability and Routing Protocol Performances in Wireless Ad-Hoc Network）

关键字： Ad-hoc网络可伸缩性移动路由协议

1、介绍

网络的发展刺激了经济的规模。那是因为根据互联网用户或主机的数目，网络用户的花费随着网络规模的增大而减小。Ad hoc 无线网络的可伸缩性引起了许多改变，如移动ad hoc网络（MANET）包括许多能够自由任意并且涉及到动态的编队拓扑中的移动节点。从而MANET构成了一个自主移动系统。并且MANET的一些其他特征如动态拓扑、宽带约束、资源约束和受限的物理安全。从而以上所需的特性可以实现其独特的可伸缩性。

另一个设计可伸缩的ad hoc 网络的主要问题在于那些流动的可移动节点。事实上那些节点的迅速复位和移动也是其中的一个难点所在。不同的流动模型如随机的航路点等问题已经被提出来。再说流动性模型在路由器发送方案的选择上起着主要的影响，从而影响其性能

表现。同时在一些如在场部署和应急响应操作的应用中，ad hoc网络同样能扩充到成百上千的节点。从而拥要有广泛的流动性同时还缺乏有力的指导，纯ad hoc网络连入大型的伸缩节点是其设计中所面临的一个紧急挑战。

移动自组网在是实际中是多跳的。因此自组网络的可伸缩性底层的路由协议直接相关。比如说一个移动自组网络可以通过减少路由协议的开销来实现更好的伸缩性。

所以在这篇论文里面我们调查一下移动自组网的可伸缩性。自从MANET的路由协议在移动自组网的设计中起着关键作用，我们看到了那些在可伸缩条件下的协议表现的问题。也是因为流动性模型对可伸缩性有着巨大影响，我们扩展了MANET在不同的流动模型中的路由协议的表现分析。

全文的组织如下：在第二部分，我们分析了各种不同的MANET路由协议和他们的对应的性能指标。在第三部分，我们描述了不同的流动性模型。在第四部分，纳秒环境下的仿真和结果讨论。第五部分描述了相关工作的一些细节。第六部分，提交论文。

2、MANET路由协议

移动自组网路由协议被分为主动的和反应式的路由协议。主动路由协议尝试着维持最新的彼此节点间的拓扑信息。反之，在反应式路由协议中，路由只有在需要的时候才被源节点创建。我们这部分所讨论的协议是DSDV--一种主动式的协议和DSR、AODV--反应式的路由协议。

2.1 DSDV

DSDV是一种基于古典贝尔曼福特路由机制的表驱动是算法。DSDV 中的主要思想是用距离队列数目来实现无网间协调的自由循环。DSDV 的主要组成如下：

1、一个以单调递增序列为数目依据的老化机理，他所鲜明表示的路线和过去常常被用来避免路由循环并且没有无穷计算问题。

2、充分利用路由更新，每次更新间隔周期性发送，或发送拓扑变化的增量更新。

3、对于路线很可能是不稳定的路由更新有延迟。

对于效率低下的DSDV的原因之一是它限制了节点可以连接到的网络号的定期更新的要求，自增长的开销为O（n2）的影响，因此该协议影响其可扩展性。

2.2 DSR

DSR路由的特点是源路由。这是发送者所知道的点对点的路由到目的地。DSR路由强调积极利用路由缓存中存储的完整路径目标。

源路由提出了无环路的路由像许多优点，避免了需要多达最新路由的中间节点的信息，还允许通过偷听数据包的缓存路由信息的节点。的DSR协议由两个主要机制，路由发现和路由维护。当一个节点要发送数据包到目的地，它使用一个路由发现过程，动态确定由充斥RREQ分组网络的路由。每个节点重播它，除非它是目的地或有到目的地的路线。这样一个节点回复回用一个RREP数据包的源。路由维护是通过执行“路线错误”的数据包和确认使用。

DSR路由算法的目的是为网络中的移动节点以温和的速度移动所造成的包延迟。它运行在网络中，其中有一个相对较小的直径，移动节点可以是混杂接收模式。因此，由于上述假设，因为源路由，路由的可扩展性是其路由规定的挑战。有必要在这两个地方的路线进行答复和数据包造成更大的开销全程控制。同时积极利用路线缓存带有的惩罚。缺乏基本的DSR协议的有效机制，以清除陈旧的路线，这不仅浪费网络带宽，而且造成缓存污染。对于显示性能的研究，陈旧的缓存可以大大损害性能，尤其是在高流动性和/或高负荷方面。

2.3 AODV

AODV协议时基于DSR路由那些通过类似的路由发现过程来发现“所需”路由的条件的。然而，AODV保持着一个传统的路由表--每个目的地的进入。不依靠源路由，AODV依赖于路由表来传播一个RREP回来到源头，随后路由数据包到目的地。AODV协议通过使用序列号的方法来维持每一个目的地的路由信息的更新，以防止路由循环。如果在指定的时间内没有使用的话，路由条目会被会删除。链路故障是传播无限度量的RREP信息到源节点，在那路由将会再次被发现。AODV 协议的一个可选功能是用hello消息来维持相邻节点间的链接。AODV 的纯分布式按需方法是醉倒限度的减少路由表的信息，但是多路由的结果导致其提高。

AODV协议需要使用对称链接，然而当对称链接不可用的时候DSR 可以使用非对称链接。当传输多样化增加的时候，AODV是可用的，这种情况ＤＳＲ是无法应对的。

２.4 协议的性能指标分析

一个协议的性能表现分析的目标是来衡量如路由服务的效率和带宽方面的成本、能源消耗、CPU周期索引。他还关注应用程序的应用性能指标和他们之间的关系如流动模式、通信效率和提供负载因素。因此，这种研究通常是协议的仿真。在这里，我们的目标是评估路由协议的性能并以Broch为指标进行性能的详细分析。

1、封包传输率之间 -由应用层传送到最终目的地的起源包的数量比例。

2、路由开销-路由的目标，每传输的数据包传输的数据包数。

3、最优路径-包到达其目的地的跳点数和当数据包是起源时物理层的存在时的最短路径的长度。

3、流动模型

根据已知的移动模型模拟节点的移动。移动模型的基础直接影响自组网络的路由协议的性能。在下面的章节中我们描述两个已经使用的移动模型即随机路径点移动模型和随机行走反射移动模型。

3.1、随机路径点移动模型

由于随机路径点移动模型被普遍用于调查组织，我们使用随机路径点移动模型来测试。在这个模型中，一个移动节点在模拟区域内以随机速度从它当前位置随机的移动到另一个位置，简单的记为[Vmin,Vmax]。Vmin是指模拟的最小速度，Vmax指最大速度。随机路径点包括选择新位置、新速度的暂停时间。因此一个移动节点到达新节点之后在离开之前要停顿一段时间。