Ad hoc网络中基于剩余能量和距离的广播算法

论文摘要

移动Ad hoc网络(MANET)是一种自组织的多跳无线网络,其各个节点可以自由移动,通过共享的无线信道进行通信,而无须任何固定设施。移动Ad hoc网络是当前研究中最热门的领域之一。究其原因:第一个是使用这种网络的成本比较低廉;第二个是这种网络位置的随意性;第三个也是最重要的原因,任何非专业人士都可以安装这种网络。这种信赖程度导致各种移动设备发展很快和变得流行。同时,不同的无线网络技术的引入,使得移动设备相互传送报文成为可能。由于移动设备进行通信都依赖于广播,从而广播是Ad hoc网络的基本特性。Ad hoc网络中的广播采用一种简单的泛洪算法,保证消息被尽可能多的移动节点收到。但是,泛洪法可能会造成过多的重播、冗余,引发广播风暴,导致整个网络吞吐量的下降,并加剧了有限资源的消耗。鉴于此,我们在分析目前提出的抑制广播风暴的广播算法基础上提出一种适应移动Ad hoc网络环境的广播算法SED(Based on SurplusEnergy and Distance Threshold Broadcasting Algorithm)算法。算法中,每个节点周期性地发送Hello信息以获取它与周围节点的距离、本地节点密度和剩余能量等信息并以此计算它对于来自邻居节点广播包的转发概率。中间节点收到广播包后根据预先确定的转发概率决定自己是否转发收到的广播包。为了验证SED算法的性能,我们通过OPNET网络仿真平台与改进前的算法进行性能对比。通过对在不同节点密度、网络负载以及节点速度情况下的仿真试验数据进行分析,验证该算法平衡了网络节点的能量消费,延长了网络寿命,同时减少了转播冗余,确保了广播的可达性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 Ad hoc网络概述
• 1.1 Ad hoc网络溯源
• 1.2 Ad hoc网络的特点
• 1.3 Ad hoc网路的体系结构
• 1.4 Ad hoc网络的主要应用
• 1.5 选题的方向和意义
• 1.6 本论文主要的贡献
• 2 广播风暴问题
• 2.1 Ad hoc网络的广播技术
• 2.2 802.11 MAC层规范的局限性
• 2.3 广播风暴问题产生的原因
• 2.3.1 冗余
• 2.3.2 竞争
• 2.3.3 碰撞
• 3 当前解决广播风暴问题的几种方法
• 3.1 基于概率算法
• 3.2 基于计数器算法
• 3.3 基于距离的算法
• 3.4 基于位置的算法
• 3.5 基于角度的算法
• 3.6 基于邻居信息的算法
• 3.7 基于分簇的算法
• 3.8 几种算法比较
• 4 SED广播算法
• 4.1 问题的提出
• 4.2 前提条件
• 4.3 定义
• 4.4 算法描述
• 4.4.1 基于概率的改进算法
• 4.4.2 算法流程
• 4.4.3 SED算法
• 5 基于Opnet的网络仿真及结果分析
• 5.1 无线局域网仿真技术简介
• 5.2 Opnet仿真平台的介绍
• 5.2.1 Opnet的用途
• 5.2.2 Opnet的建模机制
• 5.2.3 Opnet的模拟机制
• 5.3 对新算法的仿真
• 5.3.1 可达度分析
• 5.3.2 网络存活时间分析
• 5.3.3 节点移动速度的影响
• 5.3.4 重播节省率分析
• 5.3.5 剩余能量标准差分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢