基于网络生存时间的Ad Hoc网络节能路由研究

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在移动终端电池能量有限的无线Ad Hoc网络中,设计一个能量有效的延长网路生存时间的节能路由协议已经成为当前研究的重点和热点。目前提出的节能协议大都基于理想的无线信道模型,能量代价函数也不考虑可靠链路层的重传耗能问题。一些协议片面地追求总能量消耗最小化或网络生存时间最大化,部分协议即使综合考虑将这两方面,也只是涉及到节点的剩余电池能量,并没有综合考虑节点的耗干率,从而在网络负载比较大时,可能由于能量消耗速度过快而导致节点甚至网络的瘫痪。针对可靠链路的重传耗能问题,本文提出了一种基于表驱式路由的综合考虑总能量消耗最小和剩余电池能量的节能路由协议REARP。该协议在衡量节点能量代价时,若节点的剩余电池能量大于阈值,代价函数只考虑总能量消耗;反之,还要考虑剩余电池能量的影响。同时,该协议还通过动态功率控制DPA算法选择每一跳的最优发送功率,使得每一跳总能量消耗和路由总能量消耗都达到最小。仿真结果表明,与DSDV协议相比,REARP协议能延长网络的生存时间,降低每个包的总能量消耗,有效地节省能量。基于REARP协议的按需式路由版本REARP_OD协议,本文提出了一种综合考虑总能量消耗最小,剩余电池能量和节点耗干率的节能路由LTEUR。该协议在考虑节点能量代价时,利用节点的剩余电池能量和耗干率预测在当时能量消耗速度下的节点生存时间。当生存时间大于阈值时,代价函数只考虑总能量消耗部分,否则,还要考虑节点生存时间的影响。仿真结果表明,与REARP_OD协议相比,在网络负载比较大的情况下,LTEUR协议能够有效地均衡负载,延长网络的生存时间,提高能量的有效性。
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