MANET中基于電池模型的速率選擇技術(shù)的研究.pdf

1、在無線Ad Hoe網(wǎng)絡(luò)中，為了實現(xiàn)服務(wù)的移動性，節(jié)點大多采用電池供能。而電池的容量有限，因此所能提供的能量也十分有限，并不能完全滿足用戶的期望。為了解決這個問題，一般采用兩種方案：(1)擴大電池的容量(即延長待機時間)；(2)采用節(jié)能技術(shù)，減小電池能耗速度。實際上，電池研究在近幾年取得了很大的進展，各大電池生產(chǎn)商陸續(xù)推出了各種體積小、容量大的新型電池。但是，由于受限于材料科學的發(fā)展，相同重量電池所能攜帶的電量已經(jīng)很難在短時間內(nèi)再有突破性

2、提高。因此，采用節(jié)能技術(shù)將是解決這一矛盾的現(xiàn)實、可行的方法。此外，在許多應用中，更換電池或給電池重新充電是不現(xiàn)實的(如軍事應用)。因此，如何有效地、科學地使用有限的能量成了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應用中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。 在為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計節(jié)能方案的過程中，為供能電池建立一個科學、合理的放電模型極為重要。電池是一種能量轉(zhuǎn)化與儲存的裝置，它主要通過化學反應將化學能或物理能轉(zhuǎn)化為電能。大量研究表明，在實際應用中，電池的放電過程具有非

3、線性特征。一般而言，在放電后期，電池進入“疲勞期”，除了正常供能外，電池還存在額外的放電損耗(Discharging Loss)；不過，如果電池放電完畢后留有空閑時間段，電池會自動轉(zhuǎn)入“自恢復”狀態(tài)，這部分額外耗散的能量可以在這一過程中得到恢復。 本文首先建立了一個新的數(shù)學模型來為描述電池在放電過程中的非線性特性，尤其是電池能量的額外損耗現(xiàn)象。與已有的模型相比，該模型不僅能較為準確地計算出在一段時間內(nèi)電池能量的額外損耗量，還具有

4、計算復雜度低、計算開銷小等特點，在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應用中具有很強的實用性。 在充分考慮電池的非現(xiàn)性放電特性的基礎(chǔ)上，本文還提出了一種新的節(jié)能方案：基于電池模型的速率選擇機制，即節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)包時，根據(jù)當前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、節(jié)點的剩余能量以及供能電池的自恢復速度等特性來選擇一個最優(yōu)的傳輸比率值，使得完成當前傳輸所耗用的節(jié)點或鏈路的能量最小，從而達到節(jié)省能耗、延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。仿真結(jié)果表明，本文提出的速率選擇算法具有完全分布式的特點；同時