Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中基于位置的路由協(xié)議和MAC協(xié)議研究.pdf

1、最近幾年，基于位置的路由協(xié)議成為AdHoc網(wǎng)絡(luò)中的研究熱點之一，因為它具有良好的可擴展性，適用更大規(guī)模的AdHoc網(wǎng)絡(luò)。在基于位置的路由協(xié)議中，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點利用自己的、鄰居節(jié)點的和目的節(jié)點的位置信息進行轉(zhuǎn)發(fā)包。 目前有許多基于位置的轉(zhuǎn)發(fā)策略，本文通過概率的方法分析了不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略對端到端的平均跳數(shù)的影響。通過MATLAB計算，貪婪的轉(zhuǎn)發(fā)策略被認為是最好的轉(zhuǎn)發(fā)策略，它具有實現(xiàn)容易、計算簡單和平均跳數(shù)少等優(yōu)點，特別適合高密度的AdHoc

2、網(wǎng)絡(luò)。 貪婪的無狀態(tài)路由協(xié)議(GPSR)是結(jié)合貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略和面遍歷算法的路由協(xié)議。面遍歷算法的缺點之一是它產(chǎn)生更多的跳數(shù)，因為在平面圖的構(gòu)造過程中，短的邊比長的邊更容易保留。其次，如果移動節(jié)點的傳輸范圍不穩(wěn)定，面遍歷算法則可能失敗。 受錨概念的啟發(fā)，本文提出了基于虛目的節(jié)點和位置的路由協(xié)議(VDGR)來克服面遍歷算法的缺點。在基本的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)中，目的節(jié)點的位置信息是固定的，因此轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在某些情況下可能找不到合適的鄰居節(jié)點。

3、貪婪轉(zhuǎn)發(fā)失敗的節(jié)點稱為凹節(jié)點。但是，如果根據(jù)局部信息和目的節(jié)的位置信息計算一個點，則能根據(jù)貪婪的轉(zhuǎn)發(fā)策略找到離計算的點更近的鄰居節(jié)點，因此可以繼續(xù)使用貪婪的轉(zhuǎn)發(fā)策略，也可以找到比凹節(jié)點離目的節(jié)點更近的節(jié)點。計算出來的點稱為虛目的節(jié)點。通過NS-2對VDGR和GPSR協(xié)議進行評估。仿真結(jié)果表明，在平均的端到端時延、匯聚有效吞吐量和平均傳包率方面，VDGR協(xié)議比GPSR協(xié)議好。 為了提高移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，許多研究者集中于多

4、信道技術(shù)。其基本思想是使節(jié)點具有使用多個信道的能力，讓多個傳輸能夠同時進行來增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量。目前，提出了許多基于多信道的MAC協(xié)議和幾個基于多信道的路由協(xié)議。但是基于位置的路由協(xié)議幾乎不支持多信道。為此，提出了兩種基于多信道和位置的轉(zhuǎn)發(fā)策略。一種是基于負載均衡的轉(zhuǎn)發(fā)(LBF)，該策略是向具有最小隊列長度的接口轉(zhuǎn)發(fā)：另外一種是基于隊列長度和順序信道選擇的轉(zhuǎn)發(fā)策略(QLSSCF)，該策略在源節(jié)點使用負載均衡的轉(zhuǎn)發(fā)策略，而在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，數(shù)據(jù)向不

5、同于包接收的接口轉(zhuǎn)發(fā)，使得數(shù)據(jù)包能夠同時進行收發(fā)。通過NS-2仿真評估了兩種轉(zhuǎn)發(fā)策略的性能。仿真結(jié)果表明，LBF策略在平均傳包率和匯聚有效吞吐量方面略好于QLSSCF。在低速低負載情況下，QLSSCF的平均時延比LBF的低，但在高速高負載下，則QLSSCF的時延比LBF的高。 節(jié)能是AdHoc和傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個研究熱點。實際的網(wǎng)卡不僅在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時消耗能量，當它處于偵聽(空閑)時也消耗能量。研究和產(chǎn)品規(guī)范表明能量優(yōu)化必須關(guān)

6、閉無線接口，而不是簡單減少包傳輸能量。 基于位置的自適應(yīng)友好協(xié)議(GAF)是一種基于位置的節(jié)點睡眠調(diào)度算法，它即能保持網(wǎng)絡(luò)的可達連通性又能自適應(yīng)節(jié)點行為來擴展網(wǎng)絡(luò)生存時間。所謂網(wǎng)絡(luò)生存時間定義為第一個節(jié)點失效時間。用基于位置的路由協(xié)議對GAF協(xié)議進行評估。實驗結(jié)果顯示，在低節(jié)點密度和低運動速度下，GAF協(xié)議在延長網(wǎng)絡(luò)生存時間方面性能不顯著。為此，提出了一種改進的GAF協(xié)議。當某個節(jié)點處于活躍的時間超過某個閥值時，強制它進入睡眠狀

7、態(tài)，以節(jié)省能量。通過NS2評估，可以看出改進的GAF協(xié)議在延長網(wǎng)絡(luò)生存時間方面比GAF好，特別是在低密度、低速運動情況下，同時在傳包率方面也不低于GAF協(xié)議，VDGR協(xié)議的傳包率優(yōu)于GPSR。但是改進的GAF協(xié)議增加了端到端的平均時延，這是唯一的不足。 為了提高802.11b協(xié)議的性能，提出一種利用不同物理層幀來提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的思想。IEEE802.11b提供了高的傳輸速率，然而隨著傳輸速率的提高，物理層和媒質(zhì)接入控制(MAC)