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海上无线Mesh网络地理位置路由算法研究的开题报告
一、选题背景和研究意义
海洋是人类发展历程中的一张另类地图，无数次海上航行开启了一段段人类文明发展史。“船舶”对于人类在海上的探索和开拓起着举足轻重的作用。而如今的“船舶”，不再是过去简单的工具，而是现代化船舶。现代化船舶技术发展日新月异，通信系统逐步向智能化、高速化、泛在化发展。
随着信息化技术的发展，无线Mesh网络应运而生，而这种新型的无线网络，在海上通信领域中也展现出了巨大的潜力。但是在海上环境中，海面波浪不断，船体摇晃不定，甚至天气恶劣还会发生风暴、雾、雷击等天气情况，这些都会给海上Mesh网络的传输和通信带来很大的困难。如何能够保证在海上Mesh网络中，快速、可靠地传输和通信，保障船舶的安全和正常运行，是海上通信领域中的一大挑战。如何对海上Mesh网络的地理位置信息进行准确的、高效的路由，成为了海上Mesh网络技术研究的重要课题。
本文探讨了海上无线Mesh网络中地理位置路由算法的设计和实现，分析了现存的地理位置路由算法在海上环境中的优缺点，针对海上无线Mesh网络中的特点，设计了一种基于距离和拓扑的地理位置路由算法，并通过仿真实验进行了验证。
二、研究现状
Mesh网络是一种分散式、自组织、非层次化的网络结构，其节点之间可以互相通信，每个节点既是终端设备，又是中继设备。Mesh网络结构独特、节点灵活、覆盖范围广，是一种兼具传统无线网络和有线网络的优点的复杂网络。在现有的无线通信网络应用中，Mesh网络已经成为一种广泛应用和研究的网络形态。在海洋环境应用中，Mesh网络也被普遍采用，实现海上船舶之间的互联和通信，促进海上通信技术的发展。
在Mesh网络中，路由算法是决定网络性能和效率的关键。传统路由协议不适用于Mesh网络，因为传统路由协议无法快速适应网络中复杂的拓扑结构，同时也不能高效的解决网络中的冲突和负载均衡问题。Mesh网络中常用的路由协议主要有：OLSR、AODV、MACC、DSDV等。这些路由协议的共同特点是：能够针对节点状态进行路由决策，能够利用邻居节点信息进行监控和管理，通过自我组织和动态调整来提高网络性能。
海上Mesh网络与陆地Mesh网络不同，海洋环境与陆地环境的不同之处在于，海洋环境的通信受到环境和气象等因素的影响，包括海浪、摆锤效应和多径干扰以及恶劣天气等。这些环境因素导致了海洋Mesh网络节点的稀疏程度非常高，而且海洋区域广阔，船舶活动范围很大，这就给Mesh网络的业务和管理带来了很大的挑战。如何在这样复杂的环境中实现路由算法优化，提高网络性能和可靠性，是海上Mesh网络技术研究的重要方向。
三、研究内容和方法
本文基于以上背景和现状，提出了一种基于距离和拓扑的地理位置路由算法，通过距离和拓扑结构来指导数据包的传输，减少数据包的行进过程，缩短数据包的传输时间。该算法路由协议采用的是基于地理位置的路由协议。进一步优化了相邻节点之间的连接，降低了路由协议对节点资源的占用。该算法避免了海上Mesh网络中因节点间距离远大造成的大量重复发送，避免了网络拥堵和数据包碰撞等问题，提高了网络的稳定性和可靠性。
路由算法的目标：保证数据传输的高效、可靠、快速。
路由算法的主要参数：
1、距离：基于节点在地理位置上距离近，对应的散播地域就小，可以达到减少信息传输过程中需要经过的节点。
2、拓扑结构：保证了海上Mesh网络整体的平衡，节点分布更加均匀，网络中资源的利用率更高，同时，节点互相之间的距离也更为适宜，可以保证更高的数据传输成功率。
路由算法的主要流程：
1、建立网络拓扑结构，发现周围的节点；
2、利用路由表进行查找，查找包的目的地址对应节点，找到目的节点并进行数据包传输；
3、数据包路由和分组转发，利用Hop-by-Hop方式，进行数据包传输；
4、网络维护，利用心跳包进行节点状态的监控和管理，保证网络的稳定性。
四、预期研究成果和研究意义
本文设计的基于距离和拓扑的地理位置路由算法，考虑到海上通信环境下的特点，通过优化路由算法，使数据包传输的路线更加直接和短路径。该算法在实际网络中可以提高数据传输的速度和可靠性，减少节点的负载。并且该算法可以适用于大多数海上环境，能够保证海上Mesh网络在不同环境下传输和通信的稳定性和可靠性。
这种基于距离和拓扑的地理位置路由算法在海上Mesh网络中具有重要的理论和应用意义，能够为相关企事业单位提供更加安全、简单、可靠的海上通信服务，助推海上通信技术的快速发展，推动我国海上产业不断升级。