基于网络生存时间的Ad Hoc网络节能路由研究

【摘要】： 在移动终端电池能量有限的无线Ad Hoc网络中,设计一个能量有效的延长网路生存时间的节能路由协议已经成为当前研究的重点和热点。目前提出的节能协议大都基于理想的无线信道模型,能量代价函数也不考虑可靠链路层的重传耗能问题。一些协议片面地追求总能量消耗最小化或网络生存时间最大化,部分协议即使综合考虑将这两方面,也只是涉及到节点的剩余电池能量,并没有综合考虑节点的耗干率,从而在网络负载比较大时,可能由于能量消耗速度过快而导致节点甚至网络的瘫痪。 针对可靠链路的重传耗能问题,本文提出了一种基于表驱式路由的综合考虑总能量消耗最小和剩余电池能量的节能路由协议REARP。该协议在衡量节点能量代价时,若节点的剩余电池能量大于阈值,代价函数只考虑总能量消耗;反之,还要考虑剩余电池能量的影响。同时,该协议还通过动态功率控制DPA算法选择每一跳的最优发送功率,使得每一跳总能量消耗和路由总能量消耗都达到最小。仿真结果表明,与DSDV协议相比,REARP协议能延长网络的生存时间,降低每个包的总能量消耗,有效地节省能量。 基于REARP协议的按需式路由版本REARP_OD协议,本文提出了一种综合考虑总能量消耗最小,剩余电池能量和节点耗干率的节能路由LTEUR。该协议在考虑节点能量代价时,利用节点的剩余电池能量和耗干率预测在当时能量消耗速度下的节点生存时间。当生存时间大于阈值时,代价函数只考虑总能量消耗部分,否则,还要考虑节点生存时间的影响。仿真结果表明,与REARP_OD协议相比,在网络负载比较大的情况下,LTEUR协议能够有效地均衡负载,延长网络的生存时间,提高能量的有效性。 【关键词】：无线Ad Hoc网络 节能路由 网络生存时间 功率控制 能量有效
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-21
• 1.1 无线Ad Hoc网络节能机制7-11
• 1.1.1 物理层节能机制7-8
• 1.1.2 数据链路层节能机制8-10
• 1.1.3 网络层路由节能机制10-11
• 1.1.4 传输层节能机制11
• 1.1.5 应用层节能机制11
• 1.2 无线Ad Hoc网络节能路由概述11-18
• 1.2.1 无线Ad Hoc网络路由问题11-12
• 1.2.2 无线Ad Hoc网络节能路由分类12-14
• 1.2.3 基于网络生存时间的节能路由协议14-18
• 1.3 仿真环境Qualnet18-19
• 1.3.1 Qualnet 简介18
• 1.3.2 Qualnet Developer18
• 1.3.3 Qualnet WiFi18-19
• 1.3.4 Qualnet集成模块19
• 1.4 选题动机19
• 1.5 论文主要工作19-20
• 1.6 论文结构20-21
• 第二章 基于剩余能量和可靠链路的节能路由REARP21-29
• 2.1 可靠链路层的数据传输模型21-22
• 2.2 REARP路由算法22-28
• 2.2.1 REARP路由主要思想概述22-23
• 2.2.2 REARP节点和路由代价模型23-26
• 2.2.3 REARP协议具体描述26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 REARP仿真实现29-40
• 3.1 跨层功率控制的实现29-32
• 3.2 动态功率控制的实现32-35
• 3.3 DSDV协议的实现35-37
• 3.4 REARP协议的实现37-40
• 第四章 基于耗干率和可靠链路的节能路由LTEUR40-47
• 4.1 网络负载很大时的能量消耗模型40-41
• 4.2 LTEUR路由协议41-46
• 4.2.1 LTEUR协议主要思想概述41
• 4.2.2 LTEUR协议节点和路由代价模型41-44
• 4.2.3 LTEUR协议具体描述44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 LTEUR仿真实现47-54
• 5.1 耗干率DR的实现47-48
• 5.2 REARP_OD协议的实现48
• 5.3 LTEUR协议的实现48-54
• 5.3.1 LTEUR协议路由查找的实现48-53
• 5.3.2 LTEUR协议路由修复的实现53-54
• 第六章 基于网络生存时间的节能协议性能评价54-63
• 6.1 性能评价参数54
• 6.2 REARP仿真场景54-55
• 6.3 REARP仿真结果55-59
• 6.4 LTEUR仿真场景59
• 6.5 LTEUR仿真结果59-63
• 第七章 总结与展望63-66
• 7.1 全文总结63-64
• 7.2 存在问题64-65
• 7.3 研究展望65-66
• 参考文献66-69
• 发表论文和科研情况说明69-70
• 致谢70

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