无线Ad hoc网络多编码节能多播路由算法的研究

摘要

近年来，无线技术得到快速的发展并已成为随时随地提供通信连接的工具。它不受地理位置限制的能力使其能应用于人类活动的各个方面。一组带有无线收发器的节点自发组成的网络被称作Ad hoc无线自组网。Ad hoc网的优点是不需要固定的基础设施。然而，节点的能量主要是由电池提供的。这种能源是受到限制的，而且是决定Ad hoc网成功和生存性的关键因素。本文主要研究无线Ad hoc网的功率控制问题。
　　有许多方法可以解决能量约束，比如设计大容量的电池、功率控制等等。本文采用的方法是:通过在最小功率多播的设计方案中加入两种描述的RS(ReedRolomon coding，RS)编码来减少总传输功率，并满足每个接收节点上的误包率(Message Error Rate，MER)要求。
　　本文提出了一种针对多跳多播的两种描述的里德所罗门(Two-descpritionReed Solomon coding，2DRS)编码的设计方案。分别提出了接收方案和转发方案。在接收方案中，接收节点允许从它传输范围内的任何节点接收。在转发方案中，解决了三个问题:转发节点选择，编码分配和功率配置。提出了两种不同的功率配置方案:静态功率配置方案和动态功率配置方案。
　　对两种功率配置方案进行仿真。两种配置的总传输功率都可以在若干循环后或传输若干数据包后，趋于稳定。对三种设计（也就Tree，Unicode，2DRS）的性能进行比较。随机产生20种拓扑，分别传输相同数量的数据包。然后统计20种拓扑的总功率稳定后的平均值和平均投递率。仿真结果表明，2DRS编码不但比单编码和Tree设计节省能量，同时还提供了优于后两者的投递率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 背景与意义

1．1．1 多播

1．1．2 节能多跳多播

1．2 主要工作与论文组织

1．2．1 主要工作

1．2．2 论文结构

第2章 Ad hoc网络多播与编码

2．1 节能多播

2．2 网络编码概述

2．2．1 网络编码及发展现状

2．2．2 网络编码的优势

2．3 多描述编码

2．3．1 基本概念

2．3．2 多描述编码的信源传输速率失真函数

2．3 本章小结

第3章 Ad hoc网络节能协议的研究

3．1 Ad hoc网络基于能量控制的路由协议

3．1．1 最小传输能量路由

3．1．2 最大化网络生存周期的路由

3．1．3 多径能耗均衡路由

3．1．4 基于拓扑控制的节能路由

3．1．5 基于节能的组播和广播路由

3．2 Ad hoc网络基于能量控制路由协议对比

3．3 MAC节能协议

3．4 Ad hoc网络节能协议的发展

3．4．1 综合协同策略

3．4．2 基于跨层的节能路由协议

3．4．3 基于能量保护的层次型路由协议

3．4．4 安全可靠的节能路由协议

3．5 本章小结

第4章 2DRS编码节能多播算法

4．1 Reed-Solomon编解码原理

4．1．1 RS码数字定义

4．1．2 RS编码法

4．1．3 RS解码

4．2 多描述编码

4．3 模型

4．3．1 最小能量多播问题

4．3．2 两种描述的里德-所罗门编码(2DRS)

4．3．3 带2DRS编码的最小能量多播

4．4 解决方案

4．4．1 接收设计和误包率(MER)

4．4．2 转发设计

4．5 本章小结

第5章 仿真实验与结果分析

5．1 NS仿真平台

5．2 仿真环境构建

5．2．1 无线模型的实现

5．2．2 能量模型的实现

5．2．3 MAODV协议模型的实现

5．3 仿真结果与分析

5．3．1 仿真环境

5．3．2 静态功率配置设计

5．3．3 动态功率配置设计

5．4 本章小结

第6章 结论

6．1 对本文贡献的总结

6．2 未来工作展望

参考文献

致谢