Ad Hoc網絡基于多路徑路由的沖突避免和節(jié)能算法研究

【摘要】：Ad Hoc網絡具有傳輸帶寬有限、網絡拓撲動態(tài)變化以及能源受限等特點,使得傳統(tǒng)有線網絡和有基站的蜂窩網絡的路由技術無法直接在Ad Hoc網絡使用,需要根據(jù)其網絡特點設計新的路由協(xié)議。在Ad Hoc網絡中,由于各個節(jié)點兼具主機和路由器的功能,從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑通常會有多條,適合采用多路徑路由。而且使用多條路由,可以提高網絡的帶寬,均衡資源的利用率,延長網絡的壽命和提高網絡傳輸?shù)陌踩浴１疚膶d Hoc網絡路由技術中的多路路由作為研究方向進行探討,主要研究了多路徑路由的沖突問題和如何節(jié)能的問題。 由于Ad Hoc網絡的無線多播特性,導致使用多路徑路由進行數(shù)據(jù)傳輸時,路徑之間會相互干擾沖突,導致網絡中的數(shù)據(jù)傳輸經常失敗,包投遞率不高。為此,本文提出了一種沖突避免的多路徑路由NDCF算法,該算法定義了節(jié)點不相交路徑的相關因子,來衡量多條節(jié)點不相交路徑以并發(fā)的方式進行數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生沖突的可能性的大小,從而選擇沖突可能性最小的節(jié)點不相交路徑。仿真結果表明,NDCF算法可明顯提高數(shù)據(jù)包的投遞率,降低端到端的傳輸時延。 Ad Hoc網絡的移動終端靠電池供電,其能源受限,一旦能量耗盡,將停止工作,影響整個網絡的拓撲連通性,降低通信質量。而按照目前的技術水平難以大幅度提高電池能量,因此節(jié)能是一個非常關鍵的問題。本文提出了兩種節(jié)能算法:(1)EPCM節(jié)能算法,該算法在路由發(fā)現(xiàn)時利用路由表中的路徑緩存信息,可以減少路由發(fā)現(xiàn)廣播的次數(shù);同時,按照總傳輸功率最小和節(jié)點不相交兩條原則選擇多路徑。通過仿真分析EPCM算法能明顯降低網絡中的控制開銷,節(jié)能效果顯著。(2)沖突受限的節(jié)能算法ECCA,該算法綜合考慮多路徑的沖突和節(jié)能問題,根據(jù)特定應用的沖突要求,找到滿足沖突上限的最節(jié)能的一組節(jié)點不相交多路徑。仿真表明與單純的節(jié)能路由算法STPS相比,ECCA算法可顯著降低數(shù)據(jù)傳輸時的丟包率,且沒有明顯增加能量消耗和尋路時間。 【關鍵詞】：Ad Hoc網絡 路由協(xié)議 多路徑 沖突 節(jié)能
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-12
• 第一章 Ad Hoc網絡的路由協(xié)議12-23
• 1.1 傳統(tǒng)路由協(xié)議12-15
• 1.1.1 傳統(tǒng)路由算法分類12-13
• 1.1.2 路由協(xié)議設計目標13-14
• 1.1.3 路由選擇策略14-15
• 1.2 Ad Hoc網絡路由協(xié)議的分類15-20
• 1.2.1 表驅動路由協(xié)議和按需路由協(xié)議16-17
• 1.2.2 平面式路由協(xié)議和分簇式路由協(xié)議17-18
• 1.2.3 各類路由協(xié)議的性能比較18-20
• 1.3 Ad Hoc網絡多路徑路由協(xié)議20-21
• 1.4 多路徑與單路徑路由協(xié)議的比較21-22
• 1.5 本章小結22-23
• 第二章 Ad Hoc網絡多路徑路由協(xié)議分析與比較23-35
• 2.1 多路徑路由分類23-24
• 2.2 多路徑路由穩(wěn)定性分析24-27
• 2.3 多路徑路由協(xié)議及比較27-34
• 2.3.1 備份多路徑27-28
• 2.3.2 并行多路徑28-32
• 2.3.3 多路徑路由協(xié)議比較32-34
• 2.4 本章小結34-35
• 第三章 沖突避免的多路徑路由算法35-44
• 3.1 引言35-36
• 3.2 Ad Hoc網絡路由算法模型36-37
• 3.2.1 能量消耗模型36
• 3.2.2 拓撲模型36-37
• 3.3 WMA特性對多路徑路由的沖突影響37-38
• 3.4 NDCF路由算法及分析38-41
• 3.4.1 NDCF路由算法38-40
• 3.4.2 算法分析40
• 3.4.3 NDCF算法示例40-41
• 3.5 仿真結果41-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 采用路徑緩存機制的多路徑節(jié)能路由算法44-58
• 4.1 節(jié)能路由算法研究現(xiàn)狀44-46
• 4.2 路由緩存信息的利用46-49
• 4.2.1 路由發(fā)現(xiàn)中利用歷史緩存信息46-49
• 4.2.2 路由維護中利用歷史緩存信息49
• 4.3 EPCM算法描述49-54
• 4.3.1 算法數(shù)據(jù)結構50-51
• 4.3.2 節(jié)點不相交路徑獲取機制51-52
• 4.3.3 獲取最節(jié)能的節(jié)點不相交路徑52
• 4.3.4 EPCM多路徑路由的維護52-54
• 4.4 仿真分析54-57
• 4.5 本章小結57-58
• 第五章 沖突受限的節(jié)能多路路由算法58-65
• 5.1 引言58-59
• 5.2 源傳輸功率選擇算法STPS59-60
• 5.3 基于相關因子的節(jié)能算法ECCA60-61
• 5.3.1 ECCA算法60-61
• 5.3.2 算法復雜度分析61
• 5.4 仿真分析61-64
• 5.5 本章小結64-65
• 第六章 總結和展望65-67
• 參考文獻67-71
• 發(fā)表的論文和獲得的專業(yè)資格71-72
• 致謝72

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