Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇算法與節(jié)能策略研究.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是在沒有任何現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施或無集中管理的情況下動(dòng)態(tài)形成的暫時(shí)性網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有無線網(wǎng)絡(luò)接口，可以自由移動(dòng)，能形成動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)使得網(wǎng)絡(luò)的路由選擇、QoS保障等問題面臨新的難題。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用規(guī)模和擴(kuò)展性，以及應(yīng)用的可靠性及實(shí)時(shí)性要求，進(jìn)行組網(wǎng)時(shí)必須選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，才能最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的性能。 網(wǎng)絡(luò)分層管理體系為解決這些難題提供了一種有效的手段。移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)逐漸呈現(xiàn)分級化

2、的趨勢。傳統(tǒng)分簇算法主要從物理結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行分簇，雖然有考慮到節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的算法，但未能充分結(jié)合移動(dòng)的特點(diǎn)，無法對相似運(yùn)動(dòng)、組通信應(yīng)用進(jìn)行有效的支持。 本文提出了一種新的移動(dòng)適應(yīng)性k跳分簇算法(MAKH)，運(yùn)用模糊推理預(yù)測節(jié)點(diǎn)相對移動(dòng)的鏈路穩(wěn)定度，進(jìn)一步計(jì)算節(jié)點(diǎn)與所有鄰節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定度并以此作為簇首選擇的標(biāo)準(zhǔn)，形成簇尺寸隨運(yùn)動(dòng)模式可變的k跳簇結(jié)構(gòu)。對相似運(yùn)動(dòng)提供了更大的支持，使具有相同運(yùn)動(dòng)模式的節(jié)點(diǎn)被劃分到同一簇，避免了移動(dòng)過程中簇首的

3、頻繁更替，以最大限度達(dá)到簇的穩(wěn)定。與其他多跳簇相比，該算法的簇尺寸不是固定值，而是隨著節(jié)點(diǎn)運(yùn)行情況適時(shí)變化。接著從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面證明此算法的有效性。理論角度上就時(shí)間、信息復(fù)雜度闡述了系統(tǒng)開銷。并用ns-2探討RW、RPGM模式下，與傳統(tǒng)的LID和MCC算法性能差異，結(jié)果表明MAKH算法在簇?cái)?shù)目、簇大小和穩(wěn)定性方面均占有絕對優(yōu)勢。 此外在上述分簇算法的基本上，提出一種基于簇角色的節(jié)能策略，以延長網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。從簇角色的特征來切

4、入節(jié)能的研究，以IEEE802.11的節(jié)能機(jī)制為基礎(chǔ)，按簇首、網(wǎng)關(guān)、中間節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)四種角色探討它們在各網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下適合的能量狀態(tài)。深入研究能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，恰當(dāng)?shù)谋硎緹o線網(wǎng)卡運(yùn)行模式與各能量模式相對應(yīng)關(guān)系，并以此作為各節(jié)點(diǎn)運(yùn)作的依據(jù)。再將實(shí)驗(yàn)中不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境因素下的網(wǎng)絡(luò)角色行為信息應(yīng)用到角色策略上，實(shí)時(shí)調(diào)整角色能量狀態(tài)，以達(dá)到簇架構(gòu)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)能量的使用更有效率。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)，對該節(jié)能策略下的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能測試，證實(shí)