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Location-aided routing (LAR) in mobile ad hoc networks

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WirelessNetworks6(2000)307–321307

Location-AidedRouting(LAR)inmobileadhocnetworks∗

Young-BaeKoandNitinH.Vaidya

DepartmentofComputerScience,TexasA&MUniversity,CollegeStation,TX77843-3112,USA

Amobileadhocnetworkconsistsofwirelesshoststhatmaymoveoften.Movementofhostsresultsinachangeinroutes,requiringsomemechanismfordeterminingnewroutes.Severalroutingprotocolshavealreadybeenproposedforadhocnetworks.Thispapersuggestsanapproachtoutilizelocationinformation(forinstance,obtainedusingtheglobalpositioningsystem)toimproveperformanceofroutingprotocolsforadhocnetworks.Byusinglocationinformation,theproposedLocation-AidedRouting(LAR)protocolslimitthesearchforanewroutetoasmaller“requestzone”oftheadhocnetwork.Thisresultsinasignificantreductioninthenumberofroutingmessages.Wepresenttwoalgorithmstodeterminetherequestzone,andalsosuggestpotentialoptimizationstoouralgorithms.

1.Introduction

Mobileadhocnetworksconsistofwirelessmobilehosts

thatcommunicatewitheachother,intheabsenceofa

fixedinfrastructure.1RoutesbetweentwohostsinaMo-

bileAdhocNETwork(MANET)mayconsistofhops

throughotherhostsinthenetwork[7].Hostmobilitycan

causefrequentunpredictabletopologychanges.Therefore,

thetaskoffindingandmaintainingroutesinMANETis

nontrivial.Manyprotocolshavebeenproposedformo-

bileadhocnetworks,withthegoalofachievingefficient

routing[6,9,11,13,16,18–20,23,28,30,31,33,35].Theseal-

gorithmsdifferintheapproachusedforsearchinga

newrouteand/ormodifyingaknownroute,whenhosts

move.

Inthispaper,wesuggestanapproachtodecreaseover-

headofroutediscoverybyutilizinglocationinformation

formobilehosts.Suchlocationinformationmaybeob-

tainedusingtheglobalpositioningsystem(GPS)[10,29].

Wedemonstratehowlocationinformationmaybeused

bymeansoftwoLocation-AidedRouting(LAR)proto-

cols[19,20,22]forroutediscovery.TheLARprotocolsuse

locationinformation(whichmaybeoutofdate,bythetime

itisused)toreducethesearchspaceforadesiredroute.

Limitingthesearchspaceresultsinfewerroutediscovery

messages.

Thispaperisorganizedasfollows.Section2discusses

somerelatedwork.Insection3,wedescribeproposed

approachforusinglocationinformationforroutediscov-

eryinMANET.Performanceevaluationofourprotocols

ispresentedinsection4,andseveraloptimizationstoour

basicapproacharedescribedinsection5.Finally,section6

presentsconclusions.

∗ResearchreportedissupportedinpartbyTexasAdvancedTechnologyProgramgrants010115-248and009741-052-C,andNationalScienceFoundationgrantCDA-9529442.1Wewillusethetermshostandnodeinterchangeably.2.Relatedwork

Designofroutingprotocolsisacrucialprobleminmo-

bileadhocnetworks[5,32],andseveralroutingalgorithms

havebeendeveloped(e.g.,[6,9,11,13,16,18–20,23,28,30,

31,33,35]).Onedesirablequalitativepropertyofarouting

protocolisthatitshouldadapttothetrafficpatterns[7].

JohnsonandMaltz[17,18]pointoutthatconventionalrout-

ingprotocolsareinsufficientforadhocnetworks,sincethe

amountofroutingrelatedtrafficmaywastealargepor-

tionofthewirelessbandwidth,especiallyforprotocolsthat

useperiodicupdatesofroutingtables.Theyproposedus-

ingDynamicSourceRouting(DSR),whichisbasedon

on-demandroutediscovery.Anumberofprotocolopti-

mizationsarealsoproposedtoreducetheroutediscov-

eryoverhead.PerkinsandRoyer[31]presenttheAODV

(AdhocOndemandDistanceVectorrouting)protocolthat

alsousesademand-drivenrouteestablishmentprocedure.

TORA(Temporally-OrderedRoutingAlgorithm)[27,28]is

designedtominimizereactiontotopologicalchangesby

localizingrouting-relatedmessagestoasmallsetofnodes

nearthechange.HassandPearlman[13]attempttocom-

bineproactiveandreactiveapproachesintheZoneRout-

ingProtocol(ZRP),byinitiatingroutediscoveryphaseon-

demand,butlimitingthescopeoftheproactiveprocedure

onlytotheinitiator’slocalneighborhood.Recentpapers

presentcomparativeperformanceevaluationofseveralrout-

ingprotocols[4,8].

ThepreviousMANETroutingalgorithmsdonottake

intoaccountthephysicallocationofadestinationnode.In

thispaper,weproposetwoalgorithmstoreduceroutedis-

coveryoverheadusinglocationinformation.Similarideas

havebeenappliedtodevelopselectivepagingforcellu-

larPCS(PersonalCommunicationService)networks[1].

Inselectivepaging,thesystempagesaselectedsubsetof

cellsclosetothelastreportedlocationofamobilehost.

Thisallowsthelocationtrackingcosttobedecreased.We

proposeandevaluateananalogousapproachforrouting

inMANET.InasurveyofpotentialapplicationsofGPS,

©J.C.BaltzerAG,SciencePublishers308Y.-B.Ko,N.H.Vaidya/Location-AidedRouting(LAR)inmobileadhocnetworks

DommetyandJain[10]brieflysuggestuseoflocationinfor-

mationinadhocnetworks,thoughtheydonotelaborateon

howtheinformationmaybeused.Otherresearchershave

alsosuggestedthatlocationinformationshouldbeusedto

improve(qualitativelyorquantitatively)performanceofa

mobilecomputingsystem[34,36].Metricom’sRicochetis

apacketradiosystemusinglocationinformationforthe

routingpurpose[24].TheMetricomnetworkinfrastructure

consistsoffixedbasestationswhosepreciselocationisde-

terminedusingaGPSreceiveratthetimeofinstallation.

Metricomusesageographicallybasedroutingschemeto

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一种改进的LAR(Location-AidedRouting)协议

一种改进的LAR(Location-AidedRouting)协议

ｍ　Ｗ　Ｂ　Ｎ　糠　【本文献信息】张鹏明，李洪烈，祝祥．一种改进的ＬＡＲ（Ｌｏｃａｔｉｏｎ—Ａｉｄｅｄ　Ｒｏｕｔｉｎｇ）协议【Ｊ］．电视技术，２０１３，３７（１１）　一种改进的ＬＡＲ（Ｌｏｃａｔｉｏｎ—Ａｉｄｅｄ　Ｒｏｕｔｉｎｇ）协议　张鹏明　，李洪烈　，祝祥　（１．海军航空工程学院青岛校区，山东青岛２６６０４１；２．海军驻武汉地区通信军事代表室，湖北武汉４３００７９）　【摘要】针对ＬＡＲ路由协议的区域策略，提出一种改进的路由协议ＴＴＩ—ＬＡＲ。通过引进拦截时间（Ｔｉｍｅ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ）权　值选择参与路由的中间节点，有效地降低了网络开销，提高了路由的可靠性。仿真结果表明，ｒ丌Ｉ—ＬＡＲ路由协议与ＬＡＲ　路由协议相比，性能得到进一步改善。　【关键词】Ａｄ　Ｈｏｃ；移动自组网；路由协议；位置辅助路由；拦截时间　【中图分类号】ＴＮ９１５；ＴＰ３９３．１　【文献标志码】Ａ　Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＬＡＲ（Ｌｏｃａｔｉｏｎ－Ａｉｄｅｄ　Ｒｏｕｔｉｎｇ）Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ＺＨＡＮＧ　Ｐｅｎｇｍｉｎｇ　；ＬＩ　Ｈｏｎｇｌｉｅ　；ＺＨＵ　Ｘｉａｎｇ　（』．Ｂｒａｎｃｈ　ｏｆ　Ｎａｖａｌ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，　ｎｄ０ｎｇ　Ｑｉ￣ｄａｏ　２６６　』，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ魄ｏｆ　Ｎａｖｙ　ｉｎ　Ｗｕｈａｎ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ＴｒＩ＿ＬＡＲ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＬＡＲ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＬＡＲ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｚｏｎｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｂｙ　ａｄｄｉｎｇ　Ｔｉｍｅ—ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ　ｍｅｔｒｉｃ　ｔｏ　ｓｅｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｎｏｄｅｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｄｕｒａｔｉｏｎ。ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｗｈｉｌｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＴＴＩ—ＬＡＲ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｉｓ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｉｎ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＬＡＲ　ｐｒｏｔｏｃｏ１．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】Ａｄ　Ｈｏｃ；ｍｏｂｉｌｅ　Ａｄ　Ｈｏｃ　Ｎｅｔｗｏｒｋ；ｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＬＡＲ（Ｌｏｃａｔｉｏｎ—Ａｉｄｅｄ　Ｒｏｕｔｉｎｇ）；ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ　随着技术的进步，网络逐渐发展成有线网络、无线网　络两种。无线网络又发展出有中心和无中心两种结构。　有中心的无线网络现在已得到广泛使用，诸如蜂窝手机、　ＷｉＦｉ系统等，移动终端通过中心基站与其他移动终端进　行通信。无中心的无线网络通常称为Ａｄ　Ｈｏｃ网络，网络　中没有中心节点，各个节点地位均等，既是移动终端同时　又是路由节点，源节点通过中间节点的逐跳路由完成与　目的节点的通信。因此，如何选择通信的路由成为Ａｄ　Ｈｏｃ网络研究的热点。　目前对已有的Ａｄ　Ｈｏｃ网络路由协议的划分标准不　尽相同，通常可以划分为先验式路由协议（又称主动型路　由协议）、反应式路由协议（又称按需驱动型路由协议）、　混合型路由协议３种。随着技术发展，ＧＰＳ等定位技术被　引人路由协议，根据是否采用地理定位信息也可分为采　用地理定位信息的路由协议和非地理定位信息的路由协　议两种－一　。采用地理定位信息的路由协议通常有两种方　式转发数据：贪婪转发或定向泛洪。地理信息辅助路由　（ＬＡＲ）协议是一种典型的定向泛洪路由协议。　１　ＬＡＲ协议的基本原理　ＬＡＲ协议嘲是基于ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｓｏｕｒｃｅ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｒｏ—　ｔｏｃｏ１）路由协议的一种按需路由协议，其主要特点是在所　有数据包中均发送地理定位信息，从而有效地减少了路　由发现过程的网络控制开销。ＬＡＲ假定网络中的节点知　道自身的地理定位信息并且已经获得了目的节点的地理　定位信息。基于以上两点，ＬＡＲ协议将目标节点的查找　范围限制为网络中的某一部分区域——即请求区域（Ｒｅ—　ｑｕｅｓｔ　ｚｏｎｅ）。只有在请求区域内的节点才允许转发　ＲＲＥＱ（路由询问分组）消息。　ＬＡＲ协议判断节点是否在请求区域内有两种策略：　区域策略和距离策略。这两种策略都基于源节点对目的　节点所在期望区域的估计，由于目标节点的运动情况可　能突变，有可能并不在期望区域内，源节点也可能一开始　并未获得目的节点的地理定位信息，这两种情况会造成　源节点初次路由查找失败，从而使源节点采用泛洪的方　式在整个网络中进行路由查找。泛洪方式会极大地增加　网络开销，降低网络效率。因此，尽可能多的获得目的节　点的方位和速度信息，合理有效地设置请求区域、选择最　佳位置和数量的路由节点是ＬＡＲ协议的关键所在。　目前，对ＬＡＲ协议的研究主要集中在优化请求区域、　有效选取参与路由的中问节点这两个方向，常采用的改　进方式途径有基于概率特性、基于跳数、基于距离、基于　位置和基于簇这几种方式。当前研究的代表方式有：动　１　３２《电视技术》第３７卷第１１期（总第４１３期）ｌ投稿网址ｈｔｔｐ：，＾＾ｎ＾ｎⅣ．Ｖｉｄｅ０Ｅ．ｃｎ

移动AdHoc网络多径路由协议研究

移动AdHoc网络多径路由协议研究

第３３卷第３期　２０１２年６月　韩山师范学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈａｎｓｈａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ－３　Ｊｕｎ．２０１２　

移动Ａｄ　Ｈｏｃ网络多径路由协议研究　

刘青，李云松　

（滁州职业技术学院信息工程系，安徽滁州２３９０００）　

摘要：移动Ａｄ　Ｈｏｃ网是一种分布式无线网络，路由协议是移动Ａｄ　Ｈｏｅ网络当前研究的热点之一．该　文列举了几种常见的路由协议，分析了ＡＯＭＤＶ多径路由协议的不足，采用链路检测机制，对ＡＯＭＤＶ协议　进行了改进，提出了预警式路由协议（Ｅ—ＡＯＭＤＶ），并通过ＮＳ２模拟软件对两种路由协议进行了模拟，通　过分析得出，Ｅ—ＡＯＭＤＶ协议在端到端延迟等性能方面略优于ＡＯＭＤＶ协议．　关键词：ＡｄＨｏｅ网络；预警路由；多径路由；Ｅ—ＡＯＭＤＶ，ＮＳ２　中图分类号：ＴＮ９２６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—６８８３（２０１２）０３—００７８—０６　

１引言　

移动Ａｄ　Ｈｏｅ网络（Ｍｏｂｉｌｅ　Ａｄ　Ｈｏｃ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＭＡＮＥ）可以不使用任何预设的基础网络设备，路由　

功能在所有的网络节点中都存在，是一种无线自组织、多跳式分布式网络．在Ａｄ　Ｈｏｅ网络中，由于　

其网络拓扑结构不断陕速变化，如ＯＳＰＦ、ＲＩＰ等传统路由协议都无法满足实际通信的需求．另外，由　

于网络中的节点本身能量携带有限，不可能大范围覆盖，节点之间常常难以直接通信，需中间节点转　

发数据．移动Ａｄ　Ｈｏｃ网络功率低，传输带宽不高等特点决定该路由协议的实现难度较大．通过科研人　

员长期的努力，移动Ａｄ　Ｈｏｃ网络已经提出了单径、多径等多种路由协议，路由协议的优劣对整个网　

络性能影响较大，因而路由协议的研究已成为移动Ａｄ　Ｈｏｃ网络研究的热点之一．　

２移动Ａｄ　Ｈｏｃ网络及其路由协议概述　

２．１移动Ａｄ　Ｈｏｃ网络　

移动通信与计算机网络相结合产生了Ａｄ　Ｈｏｃ网络，它基于ＴＣＰ／ＩＰ协议簇．Ａｄ　Ｈｏｅ网络的物理节　

一种移动Adhoc环境下的LBS位置保护算法的研究

一种移动Adhoc环境下的LBS位置保护算法的研究

第２１卷　Ｖ０１．２１　第１期　Ｎｏ．１　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１３年１月　Ｊａｎ．２０１３　

一种移动Ａｄ　ｈｏｃ环境下的ＬＢＳ位置保护算法的研究　

喻欣．程耕国　

（武汉科技大学信息与工程学院，湖北武汉４３００８１）　

摘要：传统的基于位置信息的服务（ＬＢＳ）的隐私保护需要ＬＢＳ提供者（简称ＬｓＰ）与用户之间通过第三方作为中介来　

进行信息交换．但这种模式极易遭到攻击者攻击。为此提出一种基于Ｋ一匿名机制的隐形空间算法ＫＡＢＳＣＡ（ｋ—　

ａｎｏｎｙｍｉｔｙ　ｂａｓｅｄ　ｓｐａｔｉａｌ　ｃｌｏａｋｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ），通过移动设备独立建立一个分布式网络直接与ＬＳＰ通讯进而避免了第三　

方的安全威胁。仿真实验显示：使用这种算法．用户可以享受到高质量的信息服务以及高度的隐私保护。　

关键词：ＬＢＳ（Ｌｏｃａｔｉｏｎ—Ｂａｓｅｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）；隐私保护；隐形空间；Ａｄ　ｈｏｃ；ｋ—ａｎｏｎｙｍｉｔｙ　

中图分类号：ＴＰ３０９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６２３６（２０１３）０ｌ一０１４２—０３　

Ａ　ｍｏｂｉｌｅ　ＬＢＳ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｎ　Ａｄ　ｈｏｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　

ＹＵ　Ｘｉｎ．ＣＨＥＮＧ　Ｇｅｎｇ—ｇｕｏ　

（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００８１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｉｖａｃｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｌｏｃａｔｉｏｎ—ｂａｓｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＬＢＳ）ｎｅｅｄｓ　ａ　ｔｈｉｒｄ　ｐａｒｔｙ　ａｓ　ａｎ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｒｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　

ＬＢＳ　ｐｒｏｖｉｄｅｒ（ｒｅｆｅｒｒｅｄ　ｔｏ　ａｓ　ｔｈｅ　ＬＳＰ）ａｎｄ　ｕｓｅｒｓ　ｔｏ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔ　ｔｈｉｓ　ｍｏｄｅｌ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅａｓｉｌｙ　ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｔｔａｃｋ　

一种适合于移动Ad Hoc网络的路由协议WPRP

一种适合于移动Ad Hoc网络的路由协议WPRP

一种适合于移动Ad Hoc网络的路由协议WPRP

张永忠

【期刊名称】《无线电工程》

【年(卷),期】2013(043)005

【摘 要】针对无线Ad Hoc网络特点,提出了一种无线路径发现路由协议(Wireless

Path Finding Routing Protocol,WPRP).对WPRP协议进行了简要概述,分别介绍了采用最短路径算法(Short Path Algorithm,SPA)查找最短路径；递归环路检测算法(Recursive Loop Check Algorithm,RLCA)消除路由环路；路由校验实现节点间路由同步；自适应时间调节机制进一步减少网络冲突、降低网络开销等方法以及实现过程.OPNET仿真结果表明,与OLSR协议相比,WPRP具有较小的路由开销和较快的收敛速度,是一种动态路由协议,适用于无线Ad Hoc网络.

【总页数】3页(P1-3)

【作 者】张永忠

【作者单位】中国电子科技集团公司第七研究所,广东广州 510310

【正文语种】中 文

【中图分类】TN711.5

【相关文献】

1.一种用于移动Ad Hoc网络的拥塞适应路由协议 [J], 蒋道霞;潘守伟;徐佳;刘凤玉

2.一种移动Ad Hoc网络路由协议的设计与实现 [J], 李红卫 3.移动Ad Hoc网络中一种基于多路径路由协议的QoS保障算法 [J], 姜海龙

4.移动Ad Hoc网络中一种安全的AODV路由协议及性能优化 [J], 陈阳;王勇

5.移动Ad hoc网络路由协议的研究——一种基于AODV路由协议的改进算法 [J],

陈玲;王华

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