多功率無線自組網接入策略建模與跨層能量優(yōu)化.pdf

1、無線自組網是一種新型的不依賴于固定基礎設施的移動無線網絡，網絡中各節(jié)點地位完全對等，以多跳共享的方式進行組網。由于具有組網靈活、抗毀性強等優(yōu)點，目前無線自組網已在軍事領域和民用領域得到廣泛的應用。在無線自組網中，節(jié)點一般采用能量受限的電池供電，因此如何有效降低網絡的能量損耗成為一個重要問題。目前降低網絡能耗的一個重要方法是采用功率控制策略。
　　功率控制策略中節(jié)點多采用多個不同的發(fā)射功率，這樣接收節(jié)點會同時接收到多個不同發(fā)射功率的

2、報文，由于捕獲效應，節(jié)點接收報文會受到很大影響。為了研究節(jié)點在多個發(fā)射功率的情況下，網絡飽和吞吐量的變化，本文提出一種適用于建模分析多功率無線自組網接入策略性能的三維馬爾可夫鏈模型，通過該模型對多功率無線自組網接入策略的飽和吞吐量進行理論分析。另外，針對無線自組網功率控制策略中的能量優(yōu)化問題，本文提出一種多功率跨層能量高效路由協(xié)議。本文的主要貢獻如下:
　　1、分析了當前對DCF協(xié)議建立的二維馬爾可夫鏈模型的局限性。該模型認為，只

3、要有兩個或者以上節(jié)點同時發(fā)送報文必然會產生沖突。然而，實際中當節(jié)點的信噪比大于信噪比門限時節(jié)點就能成功接收報文，即存在捕獲效應。在多個不同發(fā)射功率情況下，捕獲效應的效果會更加明顯。接著本文討論了多功率環(huán)境條件下無線自組網接入策略建模的難點。然后在二維馬爾可夫鏈的基礎上，考慮到節(jié)點的發(fā)射功率，建立一種適合多功率無線自組網接入策略的三維馬爾可夫鏈模型，研究多功率對網絡性能的影響，并在該模型下對捕獲概率和網絡飽和吞吐量性能進行分析。該模型支持

4、RTS/CTS模式和基本模式。GloMoSim仿真實驗很好地驗證了該三維馬爾可夫鏈模型的有效性。
　　2、針對無線自組網功率控制策略中的能量優(yōu)化問題，本文提出一種多功率跨層能量高效按需路由協(xié)議。協(xié)議中，節(jié)點用多個不同的發(fā)射功率建立多個到目的節(jié)點的有效路由，選擇一個到目的節(jié)點有最小發(fā)射功率的路由作為最終路由。另外，采用跨層功率控制機制管理網絡層的路由分組、MAC層控制幀及數(shù)據(jù)幀的傳輸。在網絡層節(jié)點依次用不同的發(fā)射功率建立多個路由，在