Ad Hoc网络能量均衡路由技术研究

论文摘要

Ad Hoc网络作为一种新出现的移动通信技术,是一种工作在无固定结构环境下的自组织的移动网络。其组网方便、快捷、不受时间和空间的限制,具有无线传输、动态拓扑、多跳连接、信道共享、带宽受限、能量受限等特点。近年来其发展迅速,已经从单一的军事应用逐渐渗透到民用领域。但是由于网络中的无线节点使用能量受限的电池供电,而电池容量很难在短期内有大幅度的提高,因此能量问题是现在Ad Hoc网络向实用化发展过程中所必须面对和解决的问题。路由技术是Ad Hoc网络的关键技术,也是影响网络整体性能最重要的因素之一。已有的Ad Hoc网络的路由协议,如AODV, DSR, DSDV, ZRP等都没有考虑节点的能量受限问题,基于能量控制的路由技术还处于研究的初级阶段,还有待于进一步的深入研究。本文首先概述了Ad Hoc网络的基本概念、主要特点和关键技术,其次阐述了Ad Hoc网络传统的路由协议,并总结论述了Ad Hoc网络中的节能问题和现有的基于能量控制的路由协议中的关键技术。确定以DSR路由协议为基础进行基于能量均衡的路由协议的改进。通过深入研究DSR路由协议中的选路机制,提出了一种基于能量均衡的Ad Hoc网络路由协议—能量均衡动态源路由协议EBDSR (Energy Balanced DSR)。协议引入了剩余能量的离散度这一衡量因素,同时综合考虑平均通信延时和路由跳数这两个因素,构建选路模型,以此作为路由选择的依据。以达到平衡网络流量,均衡路由能量消耗,提高网络路由协议的能量使用效率,延长整个网络的存活时间的目的。通过NS2网络仿真平台对EBDSR路由协议和DSR路由协议进行仿真,仿真结果表明：EBDSR路由协议有效提高了节点的能量利用效率,延长了网络的生存时间；减少了网络平均端到端延时,并提高了网络的分组投递率。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Ad Hoc网络的发展历程
• 1.3 Ad Hoc网络的特点
• 1.4 Ad Hoc网络的关键技术
• 1.5 Ad Hoc网络的研究现状及热点
• 1.6 本文研究意义及方向
• 1.7 论文结构安排
• 第2章 Ad Hoc网络的能量问题
• 2.1 Ad Hoc网络网络层的节能机制
• 2.2 Ad Hoc网络中的能量保护策略
• 2.2.1 功率管理策略
• 2.2.2 功率控制策略
• 2.3 基于能量保护的路由策略
• 2.4 本章小结
• 第3章 Ad Hoc网络能量控制路由
• 3.1 Ad Hoc网络路由协议分类
• 3.2 Ad Hoc网络能量控制路由
• 3.2.1 最小化能量消耗路由协议
• 3.2.2 基于节点电池能量感知的路由协议
• 3.3 本章小结
• 第4章 Ad Hoc网络一种能量均衡路由协议
• 4.1 EBDSR路由协议的提出
• 4.2 EBDSR协议路由选择数学模型
• 4.3 EBDSR协议的表结构和分组格式
• 4.3.1 EBDSR协议路由表
• 4.3.2 EBDSR协议的最佳源节点路由表
• 4.3.3 EBDSR协议的路由请求分组（RREQ）格式
• 4.3.4 EBDSR协议的路由应答分组（RREP）格式
• 4.3.5 EBDSR协议的路由出错分组（RERR）格式
• 4.3.6 EBDSR协议的数据分组（DATA）格式
• 4.4 EBDSR路由协议的实现过程
• 4.4.1 路由发现过程
• 4.4.2 路由维护过程
• 4.5 本章小结
• 第5章 EBDSR路由协议仿真与性能分析
• 5.1 仿真模型
• 5.2 仿真步骤
• 5.3 仿真性能评估参数
• 5.4 协议仿真
• 5.4.1 仿真环境
• 5.4.2 基于节点最大移动速度的仿真
• 5.4.3 基于节点分组产生速率的仿真
• 5.4.4 仿真实验结论
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 所做工作总结
• 6.2 待解决的问题
• 6.3 基于能量控制路由策略的研究与发展方向
• 参考文献
• 致谢