基于移動(dòng)預(yù)測(cè)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)高效路由研究的中期報(bào)告

基于移動(dòng)預(yù)測(cè)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)高效路由研究的中期報(bào)告中期報(bào)告一、研究背景和意義隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，人們對(duì)高效、可靠的移動(dòng)通信質(zhì)量的需求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的有線通信模式已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)于高速、低時(shí)延、低耗能、可靠的通信需求，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET）成為了當(dāng)前移動(dòng)通信界的研究熱點(diǎn)。MANET是一種自組織、分布式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，由一組移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng)，沒(méi)有固定的基礎(chǔ)設(shè)施和中心節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行通信，能夠?qū)崿F(xiàn)任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的直接通信和轉(zhuǎn)發(fā)，由于其無(wú)需任何固定基礎(chǔ)設(shè)施的支持，所以適用于各種復(fù)雜環(huán)境下的通信需求，如緊急搜索、軍事行動(dòng)等。然而，由于MANET的節(jié)點(diǎn)之間的地理位置不斷變化，節(jié)點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系時(shí)刻發(fā)生改變，網(wǎng)絡(luò)中的鏈路質(zhì)量也時(shí)刻變化，因此如何找到一種高效、可靠的路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信，是當(dāng)前MANET研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)?；谠搯?wèn)題，本項(xiàng)目的研究意義如下：1.研究有效的路由協(xié)議，能夠提高M(jìn)ANET網(wǎng)絡(luò)中的通信質(zhì)量，增強(qiáng)并發(fā)和性能。2.通過(guò)分析和解決MANET的通信難點(diǎn)問(wèn)題，進(jìn)一步推進(jìn)無(wú)線通信和感知網(wǎng)絡(luò)，橋接物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等通訊領(lǐng)域。二、研究現(xiàn)狀和主要內(nèi)容目前，MANET的路由協(xié)議主要可以分為以下兩類：基于距離向量的路由協(xié)議和基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，其中：1.基于距離向量的路由協(xié)議基于距離向量的路由協(xié)議意味著節(jié)點(diǎn)只能了解其鄰居的路由信息，而不能了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?。代表協(xié)議有DSDV(Destination-SequencedDistanceVector)、AODV(Ad-hocOn-demandDistanceVector)、DREAM(DistanceRoutingEffectAlgorithmforMobility)、etc.這些算法中，AODV是應(yīng)用最廣泛的一種路由算法，使用基于源節(jié)點(diǎn)初始路由發(fā)現(xiàn)的添加途經(jīng)節(jié)點(diǎn)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)路由的維護(hù)和更新，是一種典型的單路徑反向通知路由算法。2.基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議意味著每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能具備整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，代表協(xié)議有DSR(DynamicSourceRouting)、OLSR(OptimizedLinkStateRoutingProtocol)、etc.這些算法具備更全面的路由信息，能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化，但對(duì)能量消耗和通信流量都有更高的要求，也比較復(fù)雜。在MANET中，節(jié)點(diǎn)之間的路由通信不能僅僅基于地理位置或距離，還要基于節(jié)點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等因素進(jìn)行考慮，在數(shù)據(jù)路由過(guò)程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該可以根據(jù)當(dāng)前的狀況來(lái)決策轉(zhuǎn)發(fā)的方向，以保證數(shù)據(jù)能夠正常傳輸。因此，我們將研究基于移動(dòng)預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，結(jié)合節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡，得出節(jié)點(diǎn)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)的位置和移動(dòng)特征，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的高效路由和無(wú)線資源管理。具體內(nèi)容如下：1.基于數(shù)據(jù)包的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)流最小化策略，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。2.基于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)預(yù)測(cè)算法的節(jié)點(diǎn)位置更新機(jī)制。3.定位算法和節(jié)點(diǎn)間協(xié)作，提高節(jié)點(diǎn)的定位精度，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可操作性。4.移動(dòng)節(jié)點(diǎn)信號(hào)質(zhì)量評(píng)估算法，根據(jù)質(zhì)量評(píng)估調(diào)整路由策略。5.網(wǎng)絡(luò)攻擊預(yù)防和安全考慮。三、進(jìn)度情況和下一步工作目前，我們已經(jīng)完成了很多前期的工作，包括相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)研、背景的了解、理論模型和算法的設(shè)計(jì)，還制定了一些有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證和改進(jìn)我們的算法。下一步我們將繼續(xù)深入研究，重點(diǎn)是：1.完善算法模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繼續(xù)改進(jìn)算法，提高路由協(xié)議的準(zhǔn)確性和效率，增強(qiáng)信道性能和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，對(duì)算法進(jìn)行測(cè)試并驗(yàn)證，對(duì)比相關(guān)算法和模型的優(yōu)劣和差異。3.對(duì)研究所涉及到的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，滿足不同網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的需求。四、總結(jié)本文簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的基本情況以及研究意義，總結(jié)當(dāng)前MANET路由協(xié)議的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，并以基于移動(dòng)預(yù)測(cè)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)