Ad hoc网络协作通信中的路由算法和资源分配策略

摘要

无线Adhoc网络是一种无固定基础设施、多跳、自组织无线网络，又称为自组织网络。网络中的节点既具有主机又具有路由器的功能。Adhoc网络具有组网快捷灵活、易于迅速展开且应用广泛等特点，因此已经成为目前无线通信领域研究的热点之一。 协作通信技术是近年来发展起来的一种新技术。该技术将协作的思想运用于无线通信中，利用节点间的协作传输，有效地提高了网络的通信质量。目前的协作通信的思想已经涉及到了网络OSI模型的各个层面，出现了物理层的协作分集，MAC层的协作MAC和网络层的协作路由等多种技术。同时，协作通信技术也已经被应用于Adhoc网络，为进一步提高Adhoc网络的通信质量提供了新的研究手段。 本文在概述了Adhoc网络和协作通信技术的基本概念的基础上，详细阐述了协作路由技术的基本思想和概念。并分别基于节点间信道状态、节点的剩余能量和节点间的距离三种不同准则提出了相应的协作路由算法，在NS-2仿真平台下将其与非协作的DSDV路由协议进行了比较。然后利用跨层优化的方法给出了协作路由的分布式中继选择策略并给出了相应的仿真分析。最后，综合节点间信道状态和节点的剩余能量提出了一个加权的协作路由算法，仿真比较了加权算法与上述单一准则下的协作路由算法的优劣。实验的结果表明，协作路由算法能够有效地改善网络的递交率、时延和网络寿命等指标。 另外，文中还介绍了无线网络中常用的资源分配方法，并在此基础上研究了协作分集下的资源分配策略，在博弈论框架下提出了一种基于“经济模型”的价格机制。仿真结果表明，这种价格机制能够有效地改善网络的总体收益和节点特别是中继的效用。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2网络仿真软件

1.3论文的内容及结构安排

第二章 Ad hoc网络及协作通信技术概述

2.1无线Ad hoc网络

2.1.1 Ad hoc网络的起源和定义

2.1.2 Ad hoc网络的特点

2.1.3 Ad hoc网络的应用

2.1.4当前研究的主要问题

2.1.5 Ad hoc网络中常见的路由协议

2.2协作通信技术

2.2.1协作分集技术

2.2.2其他协作通信技术

2.3本章小结

第三章 协作路由算法及性能分析

3.1现有的协作路由算法

3.2基于DSDV协议的协作路由算法

3.2.1 DSDV路由协议的缺陷

3.2.2协作路由方案

3.2.3协作路由算法的实现

3.2.4仿真结果及分析

3.3分布式协作路由算法

3.3.1中继选择策略

3.3.2算法实现

3.3.3仿真结果及分析

3.4加权协作路由算法

3.4.1算法介绍

3.4.2理论性能分析

3.4.3仿真结果及分析

3.5本章小结

第四章 协作通信中的资源分配策略

4.1无线通信资源的管理与分配

4.2基于“经济模型”的资源分配方法

4.2.1“自私”节点的概念

4.2.2解决节点“自私”行为的办法

4.2.3博弈论的发展历程和主要概念

4.3博弈论框架下基于价格机制的协作转发方案

4.3.1系统模型

4.3.2效用函数

4.3.3价格机制

4.3.4仿真结果及分析

4.4本章小结

第五章 结束语

5.1全文总结

5.2进一步研究方向

参考文献

研究生阶段发表和录用的论文

致谢