基于跨层机制的Ad hoc网络节能路由研究

论文摘要

Ad hoc网络是一种无中心自组织的无线网络,其不依赖基础设施,因此在军用、民用等很多领域都有广泛的应用。因为Ad hoc网络主要由一些移动便携设备组成,这些设备通常只有有限的电池能量,因此对Ad hoc网络能量有效性的研究非常重要。对该问题目前在网络协议栈的各层都有相应的研究,但都独立进行,没有使问题得到很好的解决,而且对同时适用于单播和多播节能路由的研究很少。本文对Ad hoc网络下的节能路由进行了深入研究,具体内容如下:在AODV基础上改进路由标准,设计了能量有效的单播路由CEAODV,并基于跨层机制在物理层调节节点的发射功率,最大程度地降低了节点的能量消耗。还在CEAODV的基础上进行了多播扩展,设计了能量有效的多播路由CEMAODV。CEMAODV利用CEAODV构造了基于源的能量有效多播树,并利用无线网络的广播优势对其进行了优化,最终获得近似最小总能耗的多播树。当目的地址设为单播地址时,CEMADOV自动退化为CEAODV同时支持能量有效的单播通信。最后本文在NS-2下实现了这两种节能路由,并进行了大量的仿真实验。仿真结果表明相比常用的单播路由AODV和多播路由MAODV,它们能够节省一倍以上的能量消耗;在QoS方面:单播延迟增加了约一倍,在延迟界限以内;多播延迟能降低一半左右;两者对吞吐率的影响都不大。因此总结:提出的两种节能路由可以很好地应用于能量有限的Ad hoc网络来极大地节省能量消耗。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文工作及结构
• 第二章 Ad hoc节能机制和路由协议
• 2.1 节点的能量消耗模型
• 2.2 Ad hoc网络中的节能机制
• 2.2.1 能量管理
• 2.2.2 功率控制
• 2.2.3 节能路由
• 2.3 Ad hoc网络常用的路由协议
• 2.3.1 常用单播路由
• 2.3.2 常用多播路由
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于跨层机制的能量有效的单播路由
• 3.1 网络模型
• 3.2 最小必须发射功率计算
• 3.3 CEAODV算法设计
• 3.3.1 跨层机制
• 3.3.2 路由算法
• 3.4 算法的仿真实现
• 3.4.1 仿真平台简介
• 3.4.2 对跨层机制的实现
• 3.4.3 CEAODV算法的实现
• 第四章 能量有效的多播路由
• 4.1 多播模型
• 4.2 能量有效的多播路由CEMAODV算法设计
• 4.2.1 构造初始多播树
• 4.2.2 优化多播树
• 4.2.3 数据发送
• 4.3 算法的仿真实现
• 4.3.1 计时器实现
• 4.3.2 初始多播树构造
• 4.3.3 优化多播树
• 第五章 性能评价
• 5.1 仿真参数设置
• 5.2 单播性能评价
• 5.2.1 单业务场景
• 5.2.2 多业务场景
• 5.3 多播性能评价
• 5.3.1 典型场景
• 5.3.2 随机场景
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 进一步工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢