信息通信专业资料multipathminimumenergyroutinginadhocnetwork

《信息通信专业资料multipathminimumenergyroutinginadhocnetwork》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、文章一MultipathMinimumEnergyRoutinginAdHocNetworkAdHoc网络如何达到节能目的是一个重要问题，本文在网络层设计了一种多信道最小能量路由算法（MultipathMinimumEnergyRoutingmechanism，简称MMER）。将AdHoc网络看成是一系列的节点和链路，链路由一个能量代价函数相联系。我们研究如何利用多信道分流流量来使链路的能量代价总合最小。假设AdHoc网络有N个节点和L条链路组成。网络中有W对源-目标节点对，记为：1,2,…,W。每一

2、对w=(s,d)，Pw为该对的通道集合，rw为源到目的节点的数据包传送速率，Xwp为Pw中一条信道p的传送速率，有链路Lij上的传送速率是所有使用这一信道的源-目的节点对在上面传送速率总合：每条链路都有个能连代价函数，表示从节点i到j的数据流量导致的能量损耗，它包括了发送能量、接受能量和数据链路层控制能量。总的能量损耗为我们的目标是依赖于MAC层协议，不同的MAC层协议会由于不同的控制报文和转发机制导致不同的能量损耗。例如在802.11网络中，RTS、CTS、ACK报文会消耗相当一部分能量。我们主要研

3、究基于802.11的网络之中的能量损耗。下面介绍802.11的能量损耗模型，尤其要提到分布式协调函数（DistributedCoordinationFunction，简称DCF）。基于DCF有两种访问方法：一种叫基本访问方法，另一种叫RTS/CTS访问方法。基本访问方法只有数据帧和ACK帧，会产生“隐藏终端问题”，为此我们用RTS/CTS访问方法。这种方法在传输庞大数据帧前优先使用小的RTS、CTS帧。RTS/CTS访问方法首先由发送方监听信道，如果信道空闲，就发送RTS报文，否则就触发滞后计时器等到

4、信道空闲。接收方在收到RTS后发送CTS，发送方在收到CTS后立刻传输数据帧。如果在一段时间内没有收到CTS，发送方会重发RTS。收到数据帧后，接收方会回复ACK帧，如果发送方没有收到ACK帧，会重复执行以上步骤。有两种原因导致报文丢失。一种是信道错误从而影响所有报文，另一种是报文之间发生碰撞。RTS的顺利传输能保证后续的CTS、数据帧、ACK都顺利传输。具体过程如Fig.1所示状态S0表示发送方发送RTS，Prc表示RTS碰撞的概率，S1表示没有发生RTS碰撞，Pre表示导致信道错误的RTS错误概率

5、，S2表示接收方顺利接收到RTS并发送CTS，Pce表示CTS错误概率，S3表示发送方顺利接收CTS并发送数据帧，Pde是数据帧错误概率，S4表示接收方顺利接收数据帧并发送ACK，Pae表示ACK错误概率，S5表示发送方顺利接收到ACK。在下面的分析中，我们将RTS、CTS、DATA、ACK包含物理层帧头的帧大小称为Nr、Nc、Nd、Na，设发送1bit的能量损耗为Et，接收1bit的能量损耗为Er。发送一个报文的能量和的均值为接收一个报文的能量和的均值为一个报文传输的总的能量就是设比特错误率（BER

6、）为p0，则一个Nbit的报文错误概率为BER可以通过网络的SNR很容易得到，从而很容易得到RTS、CTS、DATA、ACK的错误概率。对于Prc，当若干冲突通信报文在RTS+DATA时间段τ到达节点j，会发生碰撞。N个这样的报文到达的概率是没有一个到达的概率是所以因此从节点i到节点j传输一个报文的总能量损耗是链路能量代价函数为下面是具体的MMER流量分配算法。是连续的凸函数，有可以证明对于所有节点对w和所有信道当且仅当相等并且最小时，速率向量x是最佳的。解决问题的一种标准技术是梯度投射算法。向量x在

7、梯度相反的地方被迭代修正，以适应最佳化的问题。迭代修正公式为Γ是一个正向尺寸，向量向可用空间的投射。这种修正直到所有正向传输信道流量相等且最小。这种算法的一个特征是流量分配只需由一对接点来决定而不需要考虑其他节点。其中，，为了实现迭代，我们计算考虑Fig.2中的信道p，每个节点发送Xwp给下一跳节点。设定其中表示除了Xwp外的冲突通信流量，最后两条链路不会影响Xwp的自冲突。因为，有将（23）、（24）代入（21），可以得到下面是实验部分。固定模式的仿真实验，如图Fig.3所示仿真持续80s，在10s

8、一个速率为160kbps的CBR连接从节点0到1，均匀的从(0,2,4,1)和(0,3,5,1)通过，在20s时一个80kbps的CBR从节点6到节点2，导致0-2和2-6信道的互相干扰，从而在节点2处有许多碰撞发生，0-2和2-6信道的能量损耗增加，必须将一些流量转移到链路(0,3,5,1)上。Fig.4显示了在节点0处的调整情况。调整在34s时完成，传输变得稳定。移动情况下的仿真试验。假设存在30个可移动的节点，分布在1000m*1000m的空间，设