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随着无线通信技术的发展以及人们需求的不断变化,Ad-Hoe网络技术的应用范围正日趋扩大。论文选取煤矿井下救援场景作为实际应用背景,并且以降低全网传输总延时作为主要研究目标。
在本课题研究的煤矿井下救援场景中,全网的体系结构分为主干网和子网两部分:主干网基于多跳的Ad-Hoc网络架构,子网基于以接入点为中心的WLAN架构。
论文首先简要介绍了Ad-Hoc网络的发展现状和体系结构,而后重点介绍了Ad-Hoc网络中的几种常见路由协议,并对国内外Ad-Hoc网络按需路由协议的研究成果及现状做出了分析。随后论文针对煤矿井下救援场景特殊的拓扑结构,设计实现了用于无线站点与接入点通信时在WLAN子网MAC层的快速切换机制,并对两者传输语音业务时的相关参数进行了测试分析,得出当站点在两个接入点间转换连接,且在11Mbps的带宽下以19Kbps发送基于RTP协议的VOIP数据包时,单路切换延时小于保证语音通信质量延时的上限值。
紧接着论文基于平面自由空间场景和煤矿井下特殊的救援场景分别对Ad-Hoc网络的AODV路由协议进行OPNET仿真,并收集了平均端到端延时、平均路由发现时间、网络吞吐量等统计量,通过分析比较两个不同场景的仿真结果,得出当以20Kbps的速率发送长度为512bits的语音数据包时,在20个节点组成的煤矿井下主干网中,采用AODV路由协议的平均端到端延时趋于稳定值,并且其与上述子网切换延时之和小于150ms,即为保证实时语音业务的话音及通信质量所需单路总传输延时的上限值,证明了AODV路由协议在以语音通信为主要业务的煤矿井下救援场景运用中的适应性和高效性。
在以上的仿真分析后,论文针对煤矿井下的独特场景提出了对AODV路由协议的改进方案,包括对处理和传送RREQ消息过程的改进和对RREP消息封装的简化,力求进一步降低全网的平均端到端延时,使改进后的AODV协议在此应用背景下具有更高的实用性。
论文的最后对未来的进一步研究做出了展望。