论文摘要
MANET(移动Ad Hoc网络)是一组无线移动终端(节点)组成的一个临时网络。MANET中无需任何现存的网络基础设施或者设置任何中心控制节点。由于无线网络接口具有有限的传输范围,节点需要以“多跳”的形式与网络中其他节点交换数据。MANET的主要应用包括电视会议、紧急情况应急处理、战地操作、传感器网络等。这些应用都需要准确的数据传输。然而,MANET网络面临的一些特有的挑战直接影响了它在现实中的应用,如动态拓扑效应、路由方式、有限的无线传输带宽等,网络的体系结构也是亟待解决的问题之一。MANET的体系结构可分为平面结构和分级结构。平面结构中,网络中的所有节点的地位平等,理论上不存在瓶颈节点,网络较健壮。但平面结构的可扩充性较差,只适用于规模较小的网络。利用分级结构可以很好地解决平面结构中存在的问题。在分级结构中,通常将整个MANET进行分簇。在分簇结构中,簇首的任务相对较重,有可能成为网络的瓶颈。因此,簇首的合理选举对于分簇MANET的性能至关重要。簇首的选举依赖于分簇算法的执行,分簇算法的性能直接影响到分簇结构的性能。本论文根据分簇算法的目标及组合权重选取簇首的方法,选用节点连接时间、节点度差及节点能量作为选取簇首的依据,提出了分簇算法MWCA。此算法弥补了以往多数算法中簇首选取标准单一的缺点。本算法充分考虑到节点处于邻节点通信范围内的时间,使对邻节点的管理更加准确快捷。算法中考虑到节点能量因素及负载平衡可以有效的节省节点能量,使能量消耗趋于相对平衡,其中节点最小能量可以防止节点过早死亡,延长了网络寿命。此外,节点通过侦听邻节点的通信行为去控制相关定时器,有效地减少了路由控制开销。在簇维护过程中,簇首可以根据网络拓扑及自身能量情况,在一定的条件下进行簇首替代,避免了重新选簇首的过程,有效地维护了网络的性能。最后通过模拟实验对MWCA与经典分簇算法的性能对比,可以得出本论文提出算法的正确性、可行性及有效性的结论。