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摘要：移动自组织网络由一系列随机位于一定区域内的移动站组成，无需基站的基础设施。已经有许多研究提出了不同模式的路由协议和大量模拟，以提高其在不同条件下的性能，限制。然而，它们大多只关注网络层，而不考虑媒体访问控制（MAC）层的影响。本文提出了基于反应路由和多跳跳跃特性的交叉层算法的新策略。此外，执行人工蜂群算法以计算沿MAC路由路径的节点的竞争窗口。该框架可以避免MAC层中的数据冲突，导致网络层数据传输性能下降。广泛的模拟表明，提出的具有智能优先流程的AODV能够比传统的路由算法获得显着的改进
随着无线技术的发展，近年来人们对无线网络的普及越来越受欢迎。无线局域网或Wi-Fi热点已经广泛部署在城市，大学校园，机场，咖啡馆，会议厅，酒店和其他公共场所。然而，无线局域网仅限于客户端和接入点之间的一跳通信。无线局域网不受限制。如果通信设备对其他设备进行了转发，则可以形成多跳特设网络，并且无线网络的范围大大扩展。这种无线多跳通信可用于许多应用，如环境监测和医疗保健。在多跳自组织网络中，节点使用每个节点的无线链路相互通信。每个节点充当主机以及路由器，并转发其他节点的数据包。多跳自组织网络设计中的核心挑战是动态路由协议的开发，在通信节点之间进行有效的发现。协议如动态鉴别测距向量（DSDV）[1]，动态调度（DSR）[2]，即时按需距离向量（AODV）[3 ]，时间排序路由算法（TORA）[4]和区域路由协议（ZRP）[5]等。然而，我们专注于多跳自组织网络数据传输效率方面的另一个挑战。无线媒体是自组织网络中共享和稀缺的资源。如何有效地控制对这种共享媒体的访问成为一个重要和复杂的问题。对于多跳自组织网络，节点必须合作通过网络转发彼此的数据包。由于共享信道的争用，每个单个节点的吞吐量不仅受到信道容量本身的限制，还受到邻域传输的限制。也就是说，通过上游和下游节点发送信道。这种效应导致沿着路由路径的一些节点处的拥塞，并且严重限制了多跳网络的性能。[6]发现IEEE 802.11机制不能实现所有多跳流的最优调度，并且其性能大大降低具有重载的链拓扑。为了减轻拥塞，提出了几种动态负载均衡算法。 Lee和Gerla提出了一种动态负载感知路由算法（DLAR）[7]，其使用中间节点的业务负载作为路由选择标准。它定期监视活动数据会话的状态，并动态地重新组合拥塞的路由。 Lee和Campbell提出了一个热点缓解协议（HMP）[8]，其中热点代表了临时性的强制性区域。通过抑制新的路由请求和控制TCP流量速率，在相邻节点之间平衡资源消耗。这些解决方案仅关注于路由算法，并没有充分考虑MAC层争用，导致相邻节点的信道接入的不同问题。最近，智能算法（GA），蚁群优化（ACO）和粒子群优化（ PSO）在各种问题上表现出良好的表现[9-13]。一种用于优化网状无线网络中的信道分配的灵活遗传算法是由无线网络提出的[10] .InAlba [11]采用专用蜂窝多目标遗传算法，在城市移动自组织网络（MANET）中制定了最优广播策略，并成功实施MANET的新路由协议[12]。 Huang et al。 [13]提出了一种基于PSO的新的路由协议，为减少丢包率做出调度决策。在本文中，提出了具有智能优先流程的多跳自组织网络AODV方案。在提出的方案中，ABCA将通过路由路径的映射来实现，可以避免MAC层中的数据冲突，从而导致数据传输性能的提高。本文的其余部分组织如下。在教会2，我们介绍AODV协议，IEEE 802.11 DCF标准和ABCA算法。第3节介绍了具有智能优先流程的AODV。仿真结果见本章节。最后，我们在论文中总结本文。
在本节中，给出了两个相关协议和ACBA算法的概述。作为我们的目标网络是一个多
跳跃自组织网络，采用AODV路由协议查找网络层的路由路径，将IEEE 802.11分布式协调功能（DCF）用作MAC层中的中等接入控制协议，ACBA算法用于计算竞争窗口沿着路由路径的节点的大小。
2.1 AODV路由协议概述
AODV是一种按需动态路由协议，使用每个目的地一个条目的路由表。当源头节点创建一个源节点时，会引发发现过程来定位目标节点。源节点fl oodsaquerypacket，即路由优先（RREQ），请求路由建立到目的地。通过目的地本身或具有到达目的地的当前路由的任何其他中间节点，回复（即路由应答（RREP））被直接发送回源节点。在接收到路由请求时，中间节点将其路由表更新为源的反向路由。类似地，在接收到路由应答分组时更新到目的地的前向路由。 AODV使用序列号来确定每个数据包的及时性并防止循环。过期计时器用于保持路线条目新鲜。链路故障由路由错误（RERR）消息从链路断点的站点传播到该路由的源节点。当下一跳链路断开时，RERR分组被发送到通过断开的链路与目的地进行通信的一组相邻节点。此递归过程将擦除节点路由表中的所有破坏的条目。由于节点对第一个到达RREQ的响应，AODV有利于最不拥塞的路由而不是最短路由。 AODV按需方法使路由表信息最小化。然而，这可能导致大量的路由请求被生成[14]。
2.2 IEEE 802.11 DCF标准概述
本小节概述IEEE 802.11工作组标准化的分布式协调功能（DCF）。对于一个更完整和详细的演示文稿，请参考IEEE802.11标准[15]。首先在通道活动中首先要传输的传输站。如果信道空闲一段等于分布式帧间间隔（DIFS）的时间段，则站立即开始传输。否则，频道是忙碌的，并且在DIFS的空闲时间内通过通路进行测试。在这一点上，车站产生一个随机回退间隔，以便在同时发送传输的传输概率之前传输。此外，为了避免信道捕获，一个站必须等待两个连续的分组传输之间的随机退避时间，即时传输，目的地传输的信号是在接收到的数据包结束后的短帧间空间（SIFS）之后向源发信号通知成功的数据包接收。上述传输的双向握手技术被称为基本接入机制，如图1所示。用于分组传输的虚拟无线通信技术。此机制也称为RTS / CTS，如图1所示。 2.具有排队等待传输的分组的站遵循上述解释规则，而不是传送分组，而不是传送分组，其传送请求发送（RTS）。通过检测RTS帧，它在SIFStimeperiodwithwithararendend（CTS）帧之后响应。如果CTS不正确地接收到入站CTS_超时，则可以传输分组。 RTS门限（RT）是RTS / CTS机制的开关参数;使用四次握手的方式来转发更大的价值，否则使用双向握手。
4模拟结果
A.端到端吞吐量
图4显示，我们的方案提高了AODV对于基本接入和RTS / CTS机制的端到端吞吐量，这些都是基于轻载流量的基于接入和RTS / CTS机制的，基于传输速率的双向接入，在轻载流量下，优于流量机制，但传输比小于优先级流量，如图。这意味着传统的基本访问机制比我们的方案发送更多的CBR数据包，其中一些丢失。具有优先级流量的CBR数据包的吞吐量远高于RTS / CTS机制总体流量的稳定性，并且显着大于RTS / CTS的吞吐量，如图1所示。
B.包传送率
图5显示了AODV-SPF与原始AODV相比具有比传输负载独立的基本和RTS / CTS机制高得多的分组传送率。该图 5节点链拓扑中的数据包传送率。我们的方案的CBR数据的分组传送比率远远高于CBR数据的间接成本，而不是增加CBR数据的间接成本，这在一定程度上是一个很好的机制。而且，RTS / CTS接近100路。也就是说，在传输CBR报文时，两种优先级流量机制可能会比传统机制更少地发生冲突。
C归一化控制开销
图6显示，AODV-SPF保持标准化控制开销小且稳定，源和目的地之间的帧成本差异远小于原始AODV的帧成本差异。这证明我们的方案减少了MAC层中的大量冲突，并且保存了不成功的RTS / CTS协商或RREQ，RREP和REPP路由控制分组。原始AODV具有高得多的归一化控制开销，随着提供的多载波流量的增加，AODV将迅速增加。
D.链路故障的概率
图7和图8示出了与基于IEEE 802.11的原始AODV相比，AODV-SPF具有绝对较少数量的路由控制分组，例如RREQ和RERR。 在图 8，源节点发送的RREQ最大数量为AODV-SPF约5个报文，基于RTS / CTS的原AODV为190个报文，基于基本访问机制约35个报文。 相对地，如图8所示。 我们的方案中最多可以收到4个数据包，而基于RTS / CTS的原始AODV中的163个数据包，基于基本访问机制的16个数据包。根据本文的描述，我们的方案优于原AODV。
5结论
在本文中，我们讨论了在多跳自组织网络中导致IEEE 802.11 DCF MAC协议性能差的流量争用。为了缓解这种争用，基于分组所穿过的跳数计数算法，进行介质访问调度算法。由于该参数是由ABCA执行的。仿真结果验证了提出的具有智能优先流程方案的AODV可以实现数据传输性能明显更好，具有更高的吞吐量，更好的分组传输率，更低的路由负载，并减少了RERE和原始AODV的控制分组数。接下来提出的方法优于原始AODV。
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