一种 ad hoc 网络中节约能耗的 qos 路由协议

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1、一种Adhoc网络中节约能耗的QoS路由协议AbstractThispaperintroducesanadvancedsave-energymechanismforAdhocechanism,itcouldeffectivelyreducetheenergyconsumptionofidlenodesintheanddeclinethenumberofAgentnodetoonlyoneineachmunicationarea,echanism,andcreateEdge-Agent,entshoechanismcouldimprovethelif

2、e-timeofthe.从图5可知，两个通信区域之间的能量最大节点在能量状态仍然最大时，较原有的能量消耗无异，但当能量消耗的一定水平时，启动边界能量代理（Edge-Agent）改选机制，通过节点的轮流工作节省能量。在图5中，转发节点的能量消耗在20s之前并不能显示新能量模型的优越性，但20s时发生Edge-Agent的改选，此时，能量状态最大的节点成为新的Edge-Agent，开始转发数据包，这一过程在30s时再次发生，转发工作又一次被其它高能量节点所替代。由于在Edge-Agent切换过程中，分组的转发时间也有所延长，如图6所示，分组到达目的节点

3、的时间有所滞后。但通过对分组到达时延进行研究后发现，虽然Edge-Agent轮换工作方式对分组的到达时间会有一定的影响，但分组的时延并没有因此而出现提高，图7显示了利用新能量模型前后分组的发送时延比较。从图7中发现，在传送第4000个数据包之前，新能量模型的时延小于原有模型的时延；但在传送第5000个包时，时延突然增大，随后的转送过程中会出现脉冲式的时延增大的情况，但随后时延会逐渐减小，但任高于原有模型的网络时延。通过对实验的分析后得知，在传送第4000号至第5000号包之间的时间间隔内，Edge-Agent进行了改选，在改选过程中的网络时延会有所

4、增加，且随后的脉冲式时延增加也是由此所引起的，同时，在Edge-Agent能量状态相近时，这种轮换会非常频繁，导致时延的增加。而且，在一定范围内的网络规模的增大和节点数量的增加会改善新能量模型的运行效果，对节省网络的能量消耗较有效，但超过一定范围后，节能效果反而会下降，如图8所示。如图8中，网络中的节点数达到20时，节点剩余能量最多，若网络中节点数再继续增大，节点剩余能量反而会减少。经研究后发现，这种节能性能的下降主要是因为Edge-Agent的频繁的轮换工作所致。当网络节点数增加而所在范围一定时，节点的密度也相对增加，同时，在一定区域内出现相近能

5、量节点的概率也增加了，而过多次的决定哪个节点是转发Edge-Agent时，必然会消耗更多的能量。因此，在多个能量相近节点成为或可能成为Edge-Agent时，这种轮换机制反而对网络的节能性能有消极影响。另外，在新能量模型中，节点数与网络平均时延也存在着一定的关系。如图9所示，无论是原能量模型还是新的能量模型，其网络平均时延都会随节点数的增加而增加。但新的能量节点的网络时延增加的更为明显。研究后发现，其主要原因仍是由于Edge-Agent的轮换机制造成的。当某个Edge-Agent因其能量消耗而被其它节点取代时，它们之间会发生切换过程，此时，数据包是

6、不能被转发的。当节点数增加，其轮换工作机制会频繁发生，从而导致网络平均时延的增大。由以上实验所得数据可知，采用Edge-Agent的节能机制对小规模的Adhoc网络确实能起到一定的节省电池消耗，提高网络生存时间的效果，但不适用于网络节点数较多的Adhoc网络，否则会出现网络平均时延增加和转发节点能量消耗增加等问题。5.小结本文介绍了一种改进的Adhoc网络节能机制。较以往的节能机制，其特点是大大降低了空闲节点的能耗；将作为Agent节点的概率由原来的50%下降为每个通信区域仅一个；并通过功能划分，增加了边界Agent节点。实验表明，虽然该节能机制对

7、Agent节点的依赖较一般Adhoc网络路由对单个节点的依赖有所增加，但其能有效的提高全网可达时间，保证了网络传输的有效性及鲁棒性，使得Edge-Agent的能耗趋向平衡，但同时实验研究表明，该节能机制并不适用于节点数较多的大规模Adhoc网络，否则会出现节能性能下降以及网络平均时延增加等问题。而且，将该节能机制加入到现有的Adhoc网络路有协议中，只能满足延长电池工作时间的要求，对网络时延等对传输多媒体数据有实质性影响的参数，并没有太大的积极作用。因此，研究提高网络传输能力，减小时延等QoS参数的路由协议是下一步的重点。参考