無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中能量優(yōu)化的路由協(xié)議研究.pdf

1、與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò))節(jié)點能量往往有限，同時在許多應(yīng)用場合得不到及時的補充。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的能量受限問題己成為制約其發(fā)展與應(yīng)用的一個瓶頸，如何在日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中設(shè)計能量優(yōu)化的路由協(xié)議已成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的一個研究熱點。近年來，國內(nèi)外研究者提出了眾多能量優(yōu)化的Ad Hoc路由協(xié)議，這些路由協(xié)議基于特定假設(shè)和環(huán)境解決了一系列實際問題，但是隨著Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)朝著智能化、復(fù)雜化和多功能化的

2、方向演變，大量仿真與應(yīng)用表明：現(xiàn)有的能量優(yōu)化路由協(xié)議不能完全解決實際問題和滿足各種應(yīng)用的需求。針對某些特定情況，能量優(yōu)化的Ad Hoc路由協(xié)議還需要進一步深入研究。
　　本文分析了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中能量優(yōu)化路由的研究現(xiàn)狀，指出了在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行能量優(yōu)化需要進一步研究的問題。針對這些問題，本文將能量消耗特性與網(wǎng)絡(luò)傳輸時延、通信干擾、節(jié)點位置信息等結(jié)合展開了一系列研究，在以下幾個方面取得了一些有價值的研究成果和創(chuàng)新：
　　1

3、．跨層功率優(yōu)化路由研究
　　提出了一種跨層的功率優(yōu)化路由協(xié)議，在不需要獲得精確節(jié)點位置信息情況下，通過按需建立多個不同功率級的路由，選擇到目的節(jié)點具有最小功率級的路由來傳遞分組，并對數(shù)據(jù)分組、路由控制報文和MAC層控制幀采用不同的功率控制策略來降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗。
　　2．時延主導(dǎo)的功率優(yōu)化路由研究
　　提出了一種時延主導(dǎo)的功率優(yōu)化路由協(xié)議，基于時延建立若干離散功率級路由，在滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸時延要求的情況下，通過選擇最小功率

4、級路由，結(jié)合跨層功率控制來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能量消耗。
　　3．能量優(yōu)化的單路徑地理路由研究
　　提出了一種能量優(yōu)化的單路徑地理路由，針對傳感網(wǎng)中的地理路由在遭遇路由空洞而造成傳輸路徑變長，消耗能量過多的問題，通過建立錨節(jié)點表來引導(dǎo)數(shù)據(jù)分組的傳輸，同時將能量消耗特性與位置信息結(jié)合來選擇中繼節(jié)點，達到既降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗又優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的目的。
　　4．能量優(yōu)化的多路徑地理路由研究
　　針對目前研究忽視處于偵聽狀態(tài)下節(jié)點能量消耗

5、的情況，采用了一種更實際的能量模型。該模型是對現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量開銷的一個抽象，統(tǒng)計了處于通信狀態(tài)和通信范圍內(nèi)節(jié)點的能量消耗，有利于計算網(wǎng)絡(luò)實際的能量消耗，為地理路由選擇能量優(yōu)化的路徑提供了參考依據(jù)?；谠撃芰磕Ｐ?，本文提出了一種能量優(yōu)化的多路徑地理路由。現(xiàn)有的地理路由往往沿著單路徑傳送數(shù)據(jù)，對此本文通過建立錨節(jié)點區(qū)域來引導(dǎo)數(shù)據(jù)的傳輸，通過動態(tài)改變錨節(jié)點表來均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，同時利用能量消耗特性和位置信息選擇能量優(yōu)化的中繼節(jié)點，使得源節(jié)點和

6、目的節(jié)點間的數(shù)據(jù)分組盡可能沿著不同路徑傳輸。本方案有利于降低能量消耗和延長網(wǎng)絡(luò)壽命，同時有利于降低傳輸時延，減小丟包率。
　　5．干擾優(yōu)化的能量感知地理路由研究
　　提出了一種干擾優(yōu)化的能量感知地理路由協(xié)議，在能量優(yōu)化的中繼區(qū)域選擇所受干擾小的節(jié)點以優(yōu)化的傳輸功率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，達到了既降低網(wǎng)絡(luò)干擾又減小網(wǎng)絡(luò)能量消耗的目的，解決了現(xiàn)有路由協(xié)議優(yōu)化能量消耗容易受干擾影響的問題。該路由策略為本文首次提出，有利于整體提升網(wǎng)絡(luò)性能和降低網(wǎng)