移动Ad Hoc网络基于稳定域的节能路由算法

【摘要】：移动Ad Hoc网络是一种不依赖于中心基础设施,由一些移动终端自组织形成的无线多跳移动网络,通常在一些特殊的环境里提供临时通信便利,如战场、灾区、临时会议等一些不方便布设有线网络的地点。随着技术的发展和进步,移动Ad Hoc网络的应用已越来越广泛。移动Ad Hoc网络中的每个节点都具有路由器和主机两种功能,有较强的灵活性。相比于其他通信网络,移动Ad Hoc网络具有动态变化的网络拓扑结构、有限的无线传输带宽、有限的物理安全、移动终端的能量限制等特点。路由技术是影响网络整体性能的最重要因素之一,是移动Ad Hoc网络的技术关键所在。在移动Ad Hoc网络中,移动节点由电量有限的电池供电,因此减少能量消耗,延长节点生存时间,延迟网络分区,成为评价路由协议性能优劣的一个重要指标。 本文首先概述了移动Ad Hoc网络的定义、特点、应用及其关键技术和主要研究问题,其次分析了移动Ad Hoc网络的路由设计方面的问题,对现有移动Ad Hoc网络的路由协议进行了分类介绍,然后归纳总结了现有移动Ad Hoc网络的各种节能机制和功率控制策略。基于现有的能量有效路由算法,提出了一种基于稳定域的节能路由策略,稳定域通过距离门限值划分,并根据节点间距离计算链路有效性,以路径有效性为选路度量,分GMM算法和CMM算法进行分析比较。GMM算法以最大最小链路有效性选路,CMM算法则在相同路径有效性条件下,以最短距离(最小跳数)选路。现有路由协议中的网络节点通常以最大功率通信,由于节点能量消耗过快,其生存时间将会缩短。本文利用MAC层功率控制机制,使节点根据下一跳节点的位置自动调整发射功率,从而达到节能的目的。 最后,本文利用Matlab仿真软件从路由跳数、路径能量消耗和网络生存时间等方面,对本文所提算法和DSR进行了比较。仿真结果表明该算法与DSR相比能有效减少网络能量消耗,从而延长网络生存时间,是一种简单有效的算法,且在节点密度较高的情况下CMM算法更优于GMM算法。 【关键词】：移动Ad Hoc网络 节能 稳定域 有效性
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 移动Ad Hoc网络概述10-17
• 1.1.1 移动Ad Hoc网络定义10-11
• 1.1.2 移动Ad Hoc网络的发展及特点11-12
• 1.1.3 移动Ad Hoc网络的应用12-14
• 1.1.4 移动Ad Hoc网络主要研究问题14-17
• 1.2 研究背景和意义17-18
• 1.3 论文结构18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 移动Ad Hoc网络的路由协议19-31
• 2.1 移动Ad Hoc网络路由协议设计19-21
• 2.2 路由主要关键问题21-23
• 2.2.1 路由环路避免问题21
• 2.2.2 控制开销问题21-22
• 2.2.3 对网络动态性的适应问题22
• 2.2.4 路由协议与定位技术的结合22-23
• 2.3 路由协议研究现状23-30
• 2.3.1 预选型和随选型路由协议24-29
• 2.3.2 平面型和层次型路由协议29-30
• 2.3.3 GPS辅助型和非GPS辅助型路由协议30
• 2.3.4 单路径型和多路径型路由协议30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 移动Ad Hoc网络的节能机制31-46
• 3.1 物理层31
• 3.2 数据链路层31-32
• 3.3 功率控制机制32-36
• 3.3.1 MAC层功率控制34-35
• 3.3.2 网络层的功率控制35
• 3.3.3 混合功率控制35-36
• 3.4 传输层和应用层36
• 3.5 节能路由算法36-44
• 3.5.1 能量消耗度量36-39
• 3.5.2 网络层的节能路由协议39-44
• 3.6 节能策略的发展方向44-45
• 3.7 本章小结45-46
• 第4章 基于稳定域的节能路由算法46-57
• 4.1 网络模型46-47
• 4.2 节点能耗模型47-49
• 4.3 边缘效应49-50
• 4.4 基于稳定域的路由算法50-56
• 4.4.1 稳定域50-51
• 4.4.2 链路有效性和路径有效性51-52
• 4.4.3 路由算法介绍52-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 仿真实验与分析57-69
• 5.1 稳定域分析57-59
• 5.2 路由算法仿真分析59-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 全文总结69-70
• 6.2 进一步工作70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果75

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