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移动自组织网络中所有节点都具有对等性和无差异性,可以在不依赖固定基础设施的情况下迅速完成网络的构建和部署,具有较强的自愈能力和自适应能力,因而在军事和抢险救灾等领域得到了广泛应用。由于移动自组织网络中的节点使用无线信道作为传输媒介,并且每个节点都能够以任意的速度和方向进行随机移动,导致网络拓扑结构变化迅速。如何在节点高速移动的情况下保证路由协议的可靠性,降低网络时延,提高分组的成功到达率,成为了移动自组织网络路由协议的研究重点。在现有的跨层路由协议中,虽然会将链路状态或分组投递率作为路由选择的依据,但路由设计中缺乏对链路状态的及时预测,只有当路由失效后才会进行路由的切换或修复,这在很大程度上削弱了网络的整体性能和服务质量,为了解决这些不足,本文提出了一种具有链路质量感知功能的跨层路由协议LQAR(Link Quality Aware Routing Protocol)。LQAR路由协议在时分多址的基础上,通过获取物理层的信干噪比和链路传输成功率来计算链路质量,并将节点的剩余容量和排队时延纳入了路由选择的度量标准中,同时对每个目的节点保存一条主路径和多条备份路径,不仅增强了路由的稳定性和可靠性,也实现了网络的负载均衡,减少了端到端时延。同时,本文利用链路质量的当前短期状态和过去长期状态提出了链路质量预测机制,根据链路质量的预测结果,可提前启动路由切换和路由局部修复,减少了高动态网络下的路由收敛时间。因为链路层的可靠性会直接影响网络层的性能,因此本文针对时分多址提出了时隙冲突和时隙干扰检测算法,通过链路层检测时隙表,若存在时隙冲突,则由链路层解决;若存在时隙干扰,则根据链路传输成功率判断是否需要进行路由切换或修复,此方法会更进一步提升协议在高动态网络拓扑中的适应性。最后,本文在OPNET仿真软件上对LQAR路由协议进行了实现与仿真。以分组投递率、网络时延和路由开销为性能对比指标,通过分别与AODV-CLMP路由协议和DSDV路由协议在不同节点移动速度下的仿真结果比较,可以看出本文设计的LQAR路由协议在网络拓扑高速变化的情况下,不仅能够保持较高的分组传输成功率,在网络时延和路由开销方面也相较其他两种路由协议有着明显提升。