認知Ad Hoc網絡中能量優(yōu)化的路由協(xié)議研究.pdf

1、近年來，認知無線電技術已經在通信技術領域得到了廣泛的應用和發(fā)展。Ad Hoc網絡由于其不需要借助固定基礎設施而獨立組網的能力，已經成為無線通信領域主要的研究之一，具有巨大的發(fā)展前景。認知無線電技術由于對頻譜資源自由利用，非常適用于Ad Hoc網絡，因此將認知無線電技術和Ad Hoc網絡結合的組網技術是無線網絡發(fā)展的必然趨勢。認知Ad Hoc網絡中移動節(jié)點是以小電池組來供電，設計出具有降低能耗的路由協(xié)議是本文研究的目的。
　　針對現(xiàn)

2、有的Ad Hoc網絡仿真平臺沒有考慮網絡信道分配的需求，本文提出一種跨層設計的認知Ad Hoc網絡仿真平臺，加入MCU(Multi-channel Control Unit)模塊和 PCU(Power Control Unit)模塊，在考慮節(jié)點選擇信道傳輸數(shù)據(jù)流的同時動態(tài)調整節(jié)點發(fā)射功率，有效減少能耗。之后對AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector routing)路由協(xié)議進行修改得到符合認知 Ad H

3、oc網絡特性的CAODV(Cognitive Ad hoc On-demand Distance Vector routing)路由協(xié)議，并在提出的認知Ad Hoc網絡仿真平臺上對CAODV從時延、吞吐量、能耗等方面進行仿真分析，并且和單信道仿真平臺的仿真結果進行比較，仿真結果表明，提出的認知Ad Hoc網絡仿真平臺由于使用多信道技術可以更有效的提高網絡性能，滿足數(shù)據(jù)流的信道分配算法研究的需求，并且由于使用功率控制模塊能夠有效減少節(jié)點的

4、能量消耗。
　　針對認知Ad Hoc網絡中移動節(jié)點是以小電池組來供電，提出一種功率控制算法NPCA(Neighbour-Power Control Algorithm)，根據(jù)鄰居節(jié)點集動態(tài)調整節(jié)點的發(fā)射功率，有效減少節(jié)點的功率消耗。之后，針對認知節(jié)點重新切換到使用過的頻段發(fā)現(xiàn)可用路徑問題以及中間節(jié)點切換頻段問題，提出一種具有路由表匯總機制和主動更新路由表機制的認知Ad Hoc路由協(xié)議ORT-AODV(Overlay Routing

5、 Table-Ad hoc On-demand Distance Vector routing)，并將功率控制算法NPCA加入到ORT-AODV路由協(xié)議中，提出一種加入功率控制算法的路由協(xié)議 PCORT-AODV(Power Control Overlay Routing Table-Ad hoc On-demand Distance Vector routing)，并且在認知Ad Hoc網絡仿真平臺中對ORT-AODV和PCORT-A

6、ODV進行了仿真與性能分析。仿真結果表明ORT-AODV由于考慮認知節(jié)點重新切換到使用過的頻段發(fā)現(xiàn)可用路徑問題以及中間節(jié)點切換頻段問題，能夠有效提高網絡性能，在時延以及吞吐量方面明顯由于CAODV，PCORT-AODV由于使用功率控制算法，能量消耗方面明顯優(yōu)于ORT-AODV。
　　最后本文基于SPT(Shortest Path Tree)最短路徑樹路由協(xié)議構建適合于認知 Ad Hoc網絡的最短路徑樹算法 CR-SPT(Cogni

7、tive Radio-Shortest Path Tree)，考慮節(jié)點動態(tài)加入和離開，動態(tài)更新組播樹，并且構造一種能量函數(shù)，使用能量函數(shù)作為權值構建基于能量函數(shù)的組播路由算法ESPT(Energy Shortest Path Tree)，之后在認知Ad Hoc網絡仿真平臺上對CR-SPT進行仿真分析，并且跟SPTA(Shortest Path Tree Algorithm)和Dijkstra算法在節(jié)點刪除時組播樹更新次數(shù)和時間進行比較，