隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，一種新型的無線網絡即移動Ad Hoc網絡(Mobile Ad Hoc Network，MANET)成為了研究熱點。移動Ad Hoc網絡是由一組移動節(jié)點形成的一個多跳的、臨時性的自治系統。由于Ad Hoc網絡具有分布性、動態(tài)性、自治性、易構性和移動性，使得無線移動Ad Hoc網絡可以廣泛應用于軍事領域、自然災害應急處理、科學考察、探險、緊急通信等領域。然而，Ad Hoc網絡有其特殊的局限性，如有限的帶寬、高動態(tài)的網絡拓撲結構、鏈路干擾、鏈路的有限范圍以及廣播等特性。使得建立可靠快速高效的路由協議成了當前研究的熱點之一。
1 MANET的路由協議
MANET的路由協議大致分反應式(ReacTIve)路由協議和先驗式(ProacTIve)路由協議。
1.1 反應式路由協議
反應式路由協議又稱為按需路由協議，是一種當需要發(fā)送數據才查找路由的路由算法。在這種路由協議中，節(jié)點不需要維護及時準確的路由信息，當向目的節(jié)點發(fā)送報文時，源節(jié)點才在網絡中發(fā)起路由查找過程，找到相應的路由。
目前應用較廣的反應式路由協議有DSR(Dynamic Source RouTIng)和AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector)。DSR協議使用源路由，主要包括路由發(fā)現和路由維護兩部分。節(jié)點發(fā)送數據時，首先檢查緩存中是否存在未過期的到達目的節(jié)點的路由，存在就可直接使用，否則采用洪泛發(fā)實現路由發(fā)現過程。
AODV是基于距離矢量的算法，與DSR不同之處在于：AODV只保持需要的路由。它使用目的端順序號來避免產生無效路徑，而不使用周期更新的辦法。當某個節(jié)點有路由需求時，該節(jié)點產生一個REEQ，并向臨時節(jié)點廣播，一直到目的節(jié)點接收到為止，然后目的節(jié)點回送RREP信號，直到源節(jié)點為止。在維護過程中通過周期廣播HELLOW信號來表明某節(jié)點的存在。
除此以外，反應式的路由協議還有很多，諸如：臨時按序路由協議(TORA)、逐段路由協議(SSR)等。
1.2 先驗式路由協議
先驗式路由協議又稱為表驅動路由協議，在這些協議中，每個節(jié)點維護一張包含到其他節(jié)點路由信息的路由表，當檢測到網絡拓撲結構發(fā)生變化時，節(jié)點在網絡中發(fā)送更新消息，收到更新消息的節(jié)點更新自己的路由表。源節(jié)點一旦要發(fā)送報文，可以建立立即獲取到達目的節(jié)點的路由。目前主流的表驅動路由協議有DSDV(DesTImation Sequenced Distance Vector)和WRP(Wireless Routing Protocol)。DSDV是對Bellman Ford路由算法的改進，加入了避免路由環(huán)路機制，每個節(jié)點都保存一張路由表，路由表中包含所有節(jié)點及其距離信息，通過廣播來維持網絡節(jié)點的連通性，同時使用目的節(jié)點序列號來區(qū)別新舊路由。而WRP路由算法同樣是對路徑發(fā)現算法PFA的改進，它利用去往節(jié)點的路徑長度和相應路徑到達倒數第二跳節(jié)點信息加速路由協議的收斂速度，從而實現改進路由環(huán)路問題。
2 OPNET仿真平臺
目前眾多的專用網絡仿真軟件中有軟件公司開發(fā)的商用軟件，也有各大學和研究所自行開發(fā)的科研用軟件。
OPNET是一種優(yōu)秀的網絡仿真和建模工具，支持面向對象的建模方式，并提供圖形化的編輯界面，便于用戶使用。它強大的功能和全面性幾乎可以模擬任何網絡設備，支持各種網絡技術，除了能夠模擬固定通信模型外，OPNET的無線建模器還可用于建立分組無線網和衛(wèi)星通信網的模型。此外，功能完善的結果分析器為網絡性能的分析提供了有效又直觀的工具。OPNET的Molder是專門用于可視化原型設計的軟件，它的使用既方便了網絡模型的建立，又減少了編程的工作量。Molder中提供多種編輯器幫助用戶完成網絡建模和仿真運行，它包括網絡編輯器(Network Editor)、節(jié)點編輯器(Node Editor)、進程編輯器(Process Editor)。
3 網絡仿真
在此，對MANET網絡中的經典路由協議AODV協議和DSR協議進行建模、仿真和分析。
3.1 網絡模型
3.1.1 協議性能測評指標
(1)路由發(fā)現時間(Routing Find Time)：路由變化的收斂速度是衡量常規(guī)路由協議的關鍵因素，但是對于Ad Hoe網絡來說路由協議是不收斂的，因此將路由發(fā)現時間作為一性能測試指標。
(2)端到端平均時延(Delay)：該參數是指源節(jié)點發(fā)送數據到目的節(jié)點之間的時間，包括路由發(fā)現、隊列排隊、數據發(fā)送和傳播等。它反映網絡是否暢通，延時越小網絡越暢通，其單位為s。
(3)分組投遞率(Packet Delivery Fraction)：該參數統計投遞到目的節(jié)點的分組與源節(jié)點產生CBR分組的比率，單位為%。
3.1.2 網絡模型建立過程
移動Ad Hoc網絡模型分別由10個移動節(jié)點，依次為0，1，2，…，10，隨機分布在1 000 m×1 000 m區(qū)域內的校園網環(huán)境中，物理上的無線通信OPNET通過管道(Pipeline)來模擬，它包括14個管道階段：
(1)接收機組;
(2)傳輸延時;
(3)鏈路閉鎖;
(4)信道匹配;
(5)發(fā)射機天線增益;
(6)傳播延時;
(7)接收機天線增益;
(8)接收機功率;
(9)背景噪聲;
(10)干擾噪聲;
(11)信噪比;
(12)誤比特率;
(13)錯誤分布;
(14)糾錯。
節(jié)點的移動通過軌跡項定義，這里選擇每段運動時間為5 m/s，屬于中速運動。其中：源節(jié)點業(yè)務流為CBR(Continuous Bit-Rate);分組間隔為4 packet/s;分組大小為512 B;仿真開始時間為5 s;仿真時間為500 s;節(jié)點發(fā)送功率為0.005 W;信道帶寬為為2 000 kHz。
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