無線AdHoc路由算法和拓撲控制算法研究.pdf

1、無線Ad Hoc網(wǎng)絡是一種自組織網(wǎng)絡，不需要固定基站的支持，網(wǎng)絡的部署具有很強的靈活性。這種網(wǎng)絡是由軍事用途的需求而出現(xiàn)的，隨著網(wǎng)絡技術理論研究的不斷深入，無線Ad Hoc網(wǎng)絡的應用也逐漸從軍事戰(zhàn)場領域逐漸向抗震救災、生物醫(yī)療、智能公路、智能會議和家庭娛樂等領域擴展。這對無線自組網(wǎng)的路由和拓撲控制提出了更高的要求。無線Ad Hoc路由算法和拓撲控制是目前研究的熱點之一。本文從節(jié)能、延長網(wǎng)絡生命周期以及降低網(wǎng)絡干擾的角度出發(fā)，提出高性能的

2、路由算法和拓撲控制算法。
　　本文的主要研究工作和取得的成果如下：
　　（1）針對目前無線Ad Hoc網(wǎng)絡的路由協(xié)議存在動態(tài)拓撲和負載均衡較差的問題，本文將蟻群優(yōu)化與能量均衡引入無線Ad Hoc路由技術，提出了新的路由算法，能更好的均衡負載和能量消耗，提高網(wǎng)絡的性能。無線Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點的能量、節(jié)點擁塞和變動性對網(wǎng)絡性能影響非常大。降低能量消耗可以有效的延長網(wǎng)絡壽命，控制節(jié)點擁塞可以提高網(wǎng)絡的分組投遞率和端到端延時等性能

3、。通過引入蟻群優(yōu)化（ACO）算法，將蟻群算法中的信息素作為網(wǎng)絡節(jié)點中的路由表，引入了節(jié)點有效能量率、節(jié)點擁塞率、節(jié)點變動率、路徑的變動率、路徑的擁塞率等定義。仿真結果表明，該算法可以提高了數(shù)據(jù)的傳輸率，延長網(wǎng)絡生存時間。更好的適應了無線Ad Hoc網(wǎng)絡的移動特性和網(wǎng)絡負載的變化，網(wǎng)絡時延和網(wǎng)絡生存時間性能都得到了提高。
　　（2）針對無線Ad Hoc網(wǎng)絡能量不均衡和節(jié)點能量受限的問題，從拓撲控制的角度，利用圖論的思想，提出一種能量

4、均衡拓撲控制算法，通過分析網(wǎng)絡能耗，使用路徑權值 WeightPath構造本地最小生成樹，構建網(wǎng)絡拓撲。仿真實驗表明，該算法能更好地適應無線Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點的移動變化和節(jié)點的能量有效使用，延長了網(wǎng)絡的生命周期。
　?。?）針對無線Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點的動態(tài)性對網(wǎng)絡性能的影響，依據(jù)節(jié)點的移動模型，提出了一種基于節(jié)點移動預測的能量均衡拓撲控制算法，對無線Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點的運動進行預測，使用預測的結果計算鏈路的穩(wěn)定性，在路由選擇

5、過程中選取穩(wěn)定性更高的鏈路。算法采用主動式路由修復、能量均衡機制，避免部分節(jié)點過度的能量消耗。仿真實驗表明，算法能有效避免由于節(jié)點移動導致鏈路斷裂對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽８玫剡m應Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點的移動變化，減少鏈路失效，改進了網(wǎng)絡性能。
　　（4）針對無線Ad Hoc網(wǎng)絡傳輸干擾的問題，從節(jié)點和路徑干擾的角度出發(fā)，在傳統(tǒng)的干擾模型的基礎上，提出了新的路徑干擾模型。以降低全網(wǎng)路徑干擾為目標提出了最小化鏈路干擾的拓撲控制算法，算法構建