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Ad hoc网络是一种不依赖于固定设施的、自组织的无线网络,其组网方便、快捷,不受时间和空间的限制,既可应用于救援、会议、战场、探险或危险环境中的目标监控等场合,又可用于有线网末端网络的扩展。Ad hoc网络的主要特点是无线传输、动态拓扑、多跳连接、信道共享、带宽受限和能源受限。 路由技术是Ad hoc网络的关键技术,也是影响网络整体性能最重要的因素之一。传统有线网络中所使用的路由协议已经不再适应Ad hoc网络动态变化的拓扑结构,必须设计新的Ad hoc网络路由协议。近年来,出现了一些专门适用于Ad hoc网络的路由协议,如AODV,DSR,DSDV等,但就整体而言,Ad hoc网络路由技术,特别是具有能量控制的路由技术,仍处于研究的初级阶段,还有待于进一步的深入研究。 本文首先概述了Ad hoc网络的基本概念和关键技术,其次介绍了Ad hoc网络传统的路由协议,然后归纳总结了现有节能路由协议普遍采用的能量控制策略类型。着重分析和比较了Ad hoc网络中比较典型的四种传统路由协议AODV,DSR,DSDV及TORA,在能量控制方面的性能。确定以DSR协议为基础进行基于能量控制的改进。经过深入研究Ad hoc网络在网络层、MAC子层、物理层的能量控制问题,提出了一种基于能量控制的改进型Ad hoc网络路由协议——分布式动态能量控制源路由协议(DDECSR,Distributed Dynamic Energy ControlSource Routing)。协议通过引入低能耗平衡路由算法来降低路由传输能耗,平衡网络流量,提高了网络路由协议的能量控制性能:协议采用了跨层设计的方式,路由的选择综合了链路和节点剩余能量的信息。以节点发射功率水平和节点剩余能量构成联合函数,根据路径上所有节点的联合函数总和作为路由选择的依据,应用于路由发现阶段;而路由维护阶段采用IEEE802.11 MAC协议的载波监听,以及备份次最低能耗路径的联合机制来实现。最后,我们对DDECSR协议进行了算法分析。 通过OPNET Modeler网络仿真平台对DDECSR协议进行了仿真实验,仿真结果表明:协议不仅降低了传输路径所需的能量,而且平衡了网络的传输流量。有效地节省了节点能量,延长了Ad hoc网络的生存时间,体现了其在能量控制性能上的优势。因此,DDECSR协议是一种具有良好能量控制性能的Ad hoc网络路由协议。 本课题得到了国家自然科学基金资助项目(批准号:90304018)的资助。