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貝斯特官網最奢華游戲:基于OLSR 的能量有效路由新方案

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1 小序

設計能量有效的路由協議是自組網中一個異常緊張的鉆研領域。自組網中的移動節點一 般依附電池供電,移動設備可攜帶的電池弗成能過大年夜,造成電池供給的電能異常有限;在司法強制行動、搶險救災或軍事作戰行動這樣的緊張情況中,充電或替換電池經常是弗成能的;自組網中縱然主機自己不通信,仍舊必要頻繁地轉發其它節點的數據分組,從而使自己的電池能量下降;是以,節省自組網中移動節點的能量,延長節點的事情光陰,掩護收集連通性 就成為自組網技巧鉆研中的一個熱點。

環抱能量有效路由協議的鉆研已經取得了許多進展,主要的鉆研偏向是通信狀態的能量 有效貝斯特官網最奢華游戲與余暇狀態的能量有效。節點通信狀態耗損的能量,包括數據的發送與接管必須耗損的 能量和路由發明與掩護所耗損的能量。

節省通信能量主要環抱兩種思路展開:一是探求源節 點到目的節點耗損能量起碼的路由,代表性協議有MTPR、PARO、COMPOW 等。二是只管即便避開低電節點介入路由,從而削減低電節點的能耗,避免低電節點因斷電退出收集而造成收集瓜分,代表性協議主要有MMBCR、MDR、LEAR、EDDSR 等。還有一些協議如 CMMBCR、CMDR 等探究以上兩種思路的綜合實現。先應式路由協議的路由信息老是維持最新可用,端到端延遲小,這些凸起優點分外得當于野戰情況、司法強制行動或搶險救災中大年夜量節點短光陰內互相通信的環境,先應式路由協 議OLSR 的MPR 選擇機制大年夜幅度地低落了路由的建立與掩護開銷,為建立能量有效路由打下了優越根基。但先應式路由協議老是建立并掩護著到達收集中所有可達目的節點的路由信息,在數據流量散播不均衡時,先應式路由協議比起反映式路由來,因為大年夜量地路由發明與 掩護開銷,先寰宇較為揮霍能量。

今朝鉆研節省通信能量耗損的許多事情都是基于反映式路 由協議(DSR、AODV 等)進行的,而基于先應式路由協議的能量有效鉆研則貝斯特官網最奢華游戲較為少見。鑒 于以上環境,本事情以OLSR 作為根基協議探究能量有效路由規劃。

本文建議了一種謀略能量有效路由的新量度――路徑瓶頸能量相對最大年夜前提下取路徑 跳數最小者。基于這種新量度,提出了OLSR 協議中選擇能量有效路由的新機制,主要設計 目標是延長低電節點壽命的同時只管即便低落數據分組傳輸的能量耗損。在NS-2 情況中將這些新的路由機制與OLSR 及MMBCR 進行了仿真對照,結果注解新機制可以供給更好的機能。

2 延長低電節點壽命的幾種能量有效路由規劃

MMBCR 把節點的電池殘剩能量作為路由選擇的量度,電量充沛的節點比起低電節點來 更多地介入數據轉發。MMBCR 選擇所有可能路由中瓶頸能量最大年夜的路由。

MDR 使用節點殘剩能量和顛末該節點的數據流量猜測節點壽命,壽命長的節點比起壽 命短的節點來更多地介入數據轉發。MDR 選擇所有可能路由中壽命最長的路由。 MMBCR 和MDR 都可以延長低電節點的壽命,但不能包管低落收集的傳輸總耗能。

CMMBCR/CMDR 將MTPR 與MMBCR/MDR 相結合,若某路由上所有節點的能量充沛/壽 命足夠永劫,應用MTPR 機制;假如所有路由上都有節點處于低電狀態/壽命太短時,就采 用MMBCR/MDR,鉆營只管即便低落收集總耗能并只管即便延長低電節點壽命。

3 基于 OLSR 的能量有效路由新規劃

延長低電節點壽命的路由機制MMBCR、MDR 在路由發明時為了避開低電節點,不合 程度增添了源節點到目的節點的路徑跳數。

數據傳輸耗損能量與路徑長度慎密有關,數據包 被轉發次數越多,耗損的能量就越多;頻繁地發明并掩護路由,不僅低落收集的機能,而且增添能量的耗損,跳數增添所帶來的額外能耗是弗成漠視的沉重價值! 為此,本文建議了謀略能量有效路由的一種新量度――路徑瓶頸殘剩能量相對最大年夜前提下跳數起碼量度。基于這種新量度提出了基于OLSR 的能量有效路由新規劃,鉆營延長低電 節點壽命的同時只管即便低落數據分組的傳輸能耗。

能量模型:[2]基于[1]的事情定義了IEEE 802.11 收集接口卡(NIC)的能量開銷模型, 主機發送、接管或丟棄分組時收集接口耗損的能量可以用線性等式描述:E=m×p+n,其 中p 是按字節謀略的分組大年夜小,m,n 是顛末實驗確定的常數,n 代表發送或接管每分組的固定開銷。根據[1][2],節點在一個光陰區間耗損的能量可以用下式謀略:有

假如節點進入收集時的初始能量為E0,那么顛末一段光陰后節點的殘剩能量便是E0–e。節點殘剩能量參數的互換與掩護:為了在節點掩護并在收集中散播節點的殘剩能量信 息,需對OLSR 數據布局及功能進行擴展,擴展時只管即便縮小規模以低落節制開銷。詳細做法 是:每個節點記錄自己發送、接管的分組數與字節數量,廣播HELLO 時謀略自己的殘剩能 量E0–e;在廣播的HELLO 消息中增添節點的殘剩能量信息、鄰居的殘剩能量信息;MPR 節點在TC 消息中廣播MPR selector 的殘剩能量信息,節點收到TC 消息后在拓撲表記錄網 絡部分拓撲的能量信息,并據此謀略并掩護路由。

MPR 算法:采納OLSR 原始協議的MPR 算法。

能量有效的擴展最短路徑算法:OLSR 應用“起碼跳數路徑算法”謀略路由表。本文對最短路徑算法進行了能量量度擴展,節點謀略路由時,對所有可能的跳數H,假如存在到達 目的節點D 的H 跳路由,那么在所有可能的H 跳路由中,將瓶頸能量最大年夜的那條路由記錄 到路由表中。最短路徑擴展算法孕育發生的路由表,記錄了到達所有可達目的節點的所有可能跳數的瓶頸能量最大年夜的路徑,對付一個可達目的節點來說,可以經不合跳數的路徑到達,然則 在相同跳數的路徑中,只保留了瓶頸能量最大年夜的那一條。

路由謀略新量度:選擇時路由時既要只管即便避開低電節點,又要維持路由只管即便短。

根據理 論闡發及實驗仿真提出如下的路由選擇新量度:

metric = min{ hop|pw ≥ α × PW } 此中α(0 ≤α≤ 1)是根據實際利用顛末實驗或仿真確定的常數,hop、pw、PW 分手是從源節點到目的節點某條路徑的跳數、瓶頸能量、所有路徑的瓶頸能量最大年夜值。min 函數是 對滿意pw ≥ α × PW 的從源節點到目的節點的所有路徑中對跳數求最小值。即給定一個相對 最大年夜瓶頸能量范圍(α × PW, PW),選擇路由時選中瓶頸殘剩能量處于該范圍內且跳貝斯特官網最奢華游戲數起碼的 路由。這種量度表貝斯特官網最奢華游戲現了路徑跳數與路徑瓶頸能量之間的折中,維持路徑跳數只管即便少,路徑瓶頸能量只管即便大年夜。謀略源節點到目的節點的路由時,便是從源節點應用能量有效的擴展最短路徑算法謀略出的路由表中,在到達目的節點的所有跳數的瓶頸能量最大年夜的路徑中,取使上式 成立的那些路徑中的一條。

輕易看出,應用α取值0 時的量度選擇路由,相稱于在最小跳路徑中選擇瓶頸能量最大年夜 的那些路徑;應用α取值1 時的量度選擇路由,相稱于在瓶頸能量最大年夜的路徑中選擇跳數最 少的那些路徑,MMBCR 就相稱于α取值1 的環境。

基于OLSR 的能量有效路由新規劃:MPR 選擇均應用OLSR 原始協議的MPR 算法, 規劃r11 應用上式中α取值0 的新量度選擇路由,規劃r12 應用上式中α取值0.9 的新量度 選擇路由。記OLSR 原始協議為規劃r0,路由算法應用最短路徑算法;記MMBCR 路由協 議為規劃r13,應用上面式中α取值1 的新量度選擇路由。

4 仿真與機能*估

在NS-2 情況中對以上四種路由規劃進行了仿真。仿真的收集范圍有1000x1000M 及 500X500M,50 個節點,傳輸范圍250M,移動模型有靜態、動態(最大年夜速率2M/s、最大年夜停頓光陰20s),建立12 個CBR 營業連接,分組長度512 字節,發包率分手為每秒4 個,仿真 光陰800 秒。限于篇幅,只列出1000M 場景的環境。

r0、r11、r12、r13 所有連接路徑的跳數勻稱值分手是:靜態時3.66、3.48、3.73、4.93,動態時2.79、2.79、2.97、5.23。r11 的路徑勻稱跳數與OLSR 原始協議基礎持平, r12 的路 徑勻稱跳數則比r0、r11 有必然程度的增添,這是因為該規劃為了找到更大年夜路徑瓶頸能量的 路由造成的。分外是MMBCR(r13) 路徑勻稱跳數有了大年夜幅度增添,這是該規劃為了找到最 大年夜路徑瓶頸能量的路由所出的價值。動態時r0、r11、r12 的路徑勻稱跳數相對削減,而 MMBCR(r13)的路徑勻稱跳數相對增添,這都是因為節點移動使可用路由增多造成的。

節點壽命圖1 和圖2 中橫軸為800 秒內斷電的節點個數,縱軸為斷電光陰(s)。對付延長節點壽命這一目標來說,MMBCR(r13)顯明地延長了前面幾個斷電節點的壽命,因為其選擇的路由跳數增添較多,過多地耗損了其它節點的能量,以是其它節點的壽命大年夜幅度下降; r11 比起OLSR 原始協議來,顯明地延長了收集中節點的壽命,這是它基礎維持了路由的最小跳數并適當避開低電節點充當路由中心節點的緣故。r12 是規劃r11 及r13 的一種折中,以是 它在延長節點壽命方面的機能體現不如r11,但遠優于r13,闡明根據詳細利用對路徑跳數及路徑瓶頸能量進行綜合折中是可行的思路。

連接光陰圖3 和圖4 中橫軸為按斷連光陰排序的連接編號,縱軸為連接斷連光陰(s)。從圖中可以看出,延長節點壽命并不料味著必然能夠延長連接光陰,這與[2]中所獲得的結論貝斯特官網最奢華游戲雷同等,緣故原由是為了延長節點壽命可能增添的節制開銷及跳數增添所帶來的能量耗損對連接光陰帶來了負面影響。然則,對付維持最短路徑特色的路由規劃r11、r12 說來,延長節點壽命可以適當地延長部分連接的連接光陰。這在動態情況中體現更顯著。

5 結論

1. 本文建議的謀略能量有效路由新量度為找到延長低電節點壽命并只管即便低落數據包傳輸 能耗供給了較好的量度。

2. 為找到路徑瓶頸能量最大年夜路由所帶來的路由跳數增添是弗成漠視的緊張耗能身分,由于跳數增添有可能使能量有效路由規劃不能達到延長節點壽命(如r13)的目的。本文建 議的能量有效路由規劃r11 和r12 在機能上優于MMBCR 和OLSR 原始協議,仿真結果 注解只管即便維持路由的最小跳特征可以供給更好的節能特點。

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