无线网络中QoS保障的研究

【摘要】： 移动Ad Hoc网络是由若干带有无线信号收发装置的移动节点构成的一个无中心的、多跳的、自组织的对等式通信网络。它可以不依赖预先存在的网络基础设施而快速展开,自适应组网。各节点可以在不进行通知的情况下自由进入网络和离开网络且不会导致整个网络陷入瘫痪。 移动Ad Hoc网络中的一个主要问题是节点的能量有限。因此,许多研究侧重于在网络层上减少能量消耗。 功率控制是其中一种方法,它是在保证一定通信质量的前提下,通过调节移动节点的发送功率减少能量消耗,降低无线通信干扰,延长网络工作时间。蚁群算法是一种新型模拟进化算法,能够较快找到最优解。通过改进基于蚁群的功率控制算法,能够更快的收敛到最小功率;根据当前功率来缩小问题搜索空间,更适应MANET的需求;并依据报文长度,动态调整节点的发送功率,提高传输的可靠性。将仿真结果,与其它控制算法进行了较全面的比较。可以说,改进是一种较为有效的可靠路由协议。 另外,许多研究侧重于减少节点的能量消耗。现提出一种基于牛顿插值的能量有效路由机制,首先根据节点的剩余电池能量和流经该节点的当前流量大小,计算出该节点的寿命;从寿命较长的节点中,选择当前状态下的最小功率路由。这样不仅保证了各节点的能量均衡问题,而且考虑到整个网络的最小功率路由。实验模拟结果显示,与以前算法相比,其具有更好的性能。 【关键词】：MANET 功率控制 蚁群算法 能量有效 牛顿插值 能量消耗率 路由
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 选题背景7-9
• 1.2 无线移动自组网9-11
• 1.2.1 自组网的概念9
• 1.2.2 自组网的特点9-10
• 1.2.3 自组网所面临的问题和挑战10-11
• 1.3 研究现状与前景11-12
• 1.4 本文的主要研究工作及创新12-13
• 1.5 文章结构安排13-14
• 第二章 相关研究工作14-23
• 2.1 节点结构14
• 2.2 网络拓扑结构14-16
• 2.3 协议栈中各层的节能设计16-19
• 2.3.1 概述16-17
• 2.3.2 各层涉及的节能问题及设计方案17-19
• 2.4 MANET 网络路由协议19-20
• 2.5 几种路由协议的性能比较20-22
• 2.6 本章小节22-23
• 第三章 基于蚁群的功率控制算法23-36
• 3.1 引言23-24
• 3.2 功率控制机制的模型24
• 3.3 以往算法的不足及相应的改进24
• 3.4 基于蚁群的功率控制算法ABPC(ANT-baseD POWER ConTROL ALGORITHMS)描述24-30
• 3.4.1 蚁群算法原理24-27
• 3.4.2 蚁群功率控制算法原理27-28
• 3.4.3 蚁群功率控制算法表述28-29
• 3.4.4 蚁群功率控制算法流程29-30
• 3.5 算法实现与仿真30-36
• 3.5.1 网络仿真工具NS2 的介绍30-31
• 3.5.2 NS2 的无线扩展31-32
• 3.5.3 算法中需要对NS2 的修改32-34
• 3.5.4 仿真实验结论及其分析34-35
• 3.5.5 本章小结35-36
• 第四章 基于牛顿插值的能量有效路由机制NIPRM36-46
• 4.1 NIPRM 路由机制概述36
• 4.2 相关算法的不足之处36-38
• 4.2.1 最小功率路由策略36-37
• 4.2.2 基于节点电池能量感知的路由策略37-38
• 4.2.3 基于牛顿插值法的功率路由(PRIM)38
• 4.3 NIPRM 协议的原理及实现38-42
• 4.3.1 网络模型和牛顿插值公式38-39
• 4.3.2 NIPRM 路由机制的描述39
• 4.3.3 NIPRM 路由机制的算法的实现39-41
• 4.3.4 NIPRM 路由机制的算法流程41-42
• 4.4 NIPRM 仿真与实验结果分析42-43
• 4.4.1 算法中需要对NS2 的修改42
• 4.4.2 仿真实验场景42-43
• 4.4.3 仿真实验结论43
• 4.5 本章小结43-46
• 第五章 总结与展望46-48
• 5.1 总结46-47
• 5.1.1 主要工作46
• 5.1.2 创新点46-47
• 5.2 展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-53
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文53

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