基于跨层机制的Ad hoc网络节能路由研究

【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。 【关键词】：Ad hoc网络 能量有效性 跨层机制 单播路由 多播路由
【学位授予单位】：天津大学
【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7-10
• 1.1 选题背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 论文工作及结构9-10
• 第二章 Ad hoc节能机制和路由协议10-19
• 2.1 节点的能量消耗模型10-11
• 2.2 Ad hoc网络中的节能机制11-17
• 2.2.1 能量管理11-13
• 2.2.2 功率控制13-14
• 2.2.3 节能路由14-17
• 2.3 Ad hoc网络常用的路由协议17-18
• 2.3.1 常用单播路由17-18
• 2.3.2 常用多播路由18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 基于跨层机制的能量有效的单播路由19-34
• 3.1 网络模型19
• 3.2 最小必须发射功率计算19-20
• 3.3 CEAODV算法设计20-27
• 3.3.1 跨层机制20-22
• 3.3.2 路由算法22-27
• 3.4 算法的仿真实现27-34
• 3.4.1 仿真平台简介27-28
• 3.4.2 对跨层机制的实现28-29
• 3.4.3 CEAODV算法的实现29-34
• 第四章 能量有效的多播路由34-46
• 4.1 多播模型34-35
• 4.2 能量有效的多播路由CEMAODV算法设计35-41
• 4.2.1 构造初始多播树36-38
• 4.2.2 优化多播树38-41
• 4.2.3 数据发送41
• 4.3 算法的仿真实现41-46
• 4.3.1 计时器实现41-42
• 4.3.2 初始多播树构造42
• 4.3.3 优化多播树42-46
• 第五章 性能评价46-54
• 5.1 仿真参数设置46
• 5.2 单播性能评价46-50
• 5.2.1 单业务场景47-49
• 5.2.2 多业务场景49-50
• 5.3 多播性能评价50-54
• 5.3.1 典型场景50-52
• 5.3.2 随机场景52-54
• 第六章 总结和展望54-56
• 6.1 总结54-55
• 6.2 进一步工作展望55-56
• 参考文献56-59
• 发表论文和参加科研情况说明59-60
• 致谢60

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