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无线Ad hoc网络是在没有固定基础设施的前提下,由一组带有无线收发装置的移动节点所组成的自治系统。由于其分布式、自组织、节点移动性等特点,使得Ad hoc网络具有快速组网、系统抗毁性强、无需架设基础设施等优点。然而,Ad hoc网络中节点使用电池供电,如今的电池能量有限,能量供应问题成为Ad hoc网络发展的瓶颈。如何通过合适的功率分配策略降低网络能量消耗,从而延长网络寿命成为Ad hoc网络研究的关键问题之一。
功率控制主要是在保证一定通信质量的前提下尽量降低节点的发射功率,减少网络的整体能耗,提高网络性能。在Ad hoc网络中采用功率控制机制不但能够降低网络能耗,还可以减少对邻近节点的干扰,提高信道的空间复用度,最终提高整个网络的容量。
本文研究了Ad hoc网络的特点、应用、目前研究的主要问题等,基于Ad hoc网络的体系结构分析了功率控制的分类、作用及其对Ad hoc网络层、MAC层、物理层的影响。在深入分析目前典型的功率控制算法原理和性能特点的基础上,分别讨论了基于能量的功率控制算法和基于吞吐量的功率控制算法,并研究了其典型的功率分配策略,在仿真的基础上分析比较了不同算法下的网络能耗和网络吞吐量。
近年来,MIMO技术迅速发展,通过MIMO技术提高网络容量已经成为一种趋势。本文阐述了MIMO的基本概念,讨论了MIMO技术在Ad hoc网络中的应用,就现有的功率控制机制仿真分析了Ad hoc网络中功率控制在SISO系统和MIMO系统下的网络性能,得出了若干结论。