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研究节能路由协议在manet影响自私的行为

Aarti辛格1和迪查达2
  1. 副教授、MMICT&BM导师Markandeshwar大学Mullana,安巴拉、哈里亚纳邦,印度
  2. 助理教授、MMICT&BM导师Markandeshwar大学Mullana,安巴拉、哈里亚纳邦,印度
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文摘

移动自组网(manet)是具有动态拓扑。这种活力会导致移动节点,干扰、多径传播和路径损耗。马奈的更具挑战性的目标是提供节能路线是移动节点的主要限制因素之一。马奈水库通常由电池供电,能量有限,它可能不会轻易更换或充电。因此,功耗成为一个重要的问题,这与节点会导致缺乏权力自私行为节点之间的商业马奈。这项工作提供了一个深入的分析文学在manet路由协议及其影响节点的自私行为



关键字

马奈、路由协议、移动代理,自私的行为,节能路由

介绍

移动Ad - Hoc网络(manet)在无线网络领域的迅速发展。这些少的基础设施网络,路由器和主机提供访问点不固定。以防如果移动用户从一个接入点需要发送或接收数据包,这是促进通过无线电传输和接收能力的手机其他附近现有节点创建动态网络的帮助。在文学马奈被定义为“一个自治系统的移动路由器(和相关的主机)连接通过无线链接-形成任意图形的联盟”[1]。
他们通常有可路由的网络环境上的链路层特设网络。因为这里的参与节点不固定它会导致在MANET拓扑动态变化每节点的可用性。也为中间节点的数据包传输因为整个信息的传播中扮演十分重要的角色与合作从事传输的节点转发数据包。但在某些情况下,合作行为的节点可能会丢失或移动节点可能未能合作网络中的其他节点。这种情况是:移动传输范围的邻国,耗尽电池供电,在软件或硬件故障,甚至离开网络。电池能量耗尽节点最影响效率。马奈的节点依赖于某些能源或电力的方法。能源资源是有限的,不能长时间保存结果,节点在MANET可能停止传输和/或接收任意时间段。这就是所谓的自私行为节点[20]。合作在数据转发路由节点活跃。 But selfish nodes may deny forwarding a packet for saving their own energy. Selfish behaviour of network nodes causes inefficient data transmission. This paper is organized as follows: Section 1 provides applications of MANETs , open research issues, review of routing protocols and their analysis. Section 2 presents concept of energy consumption in MANETs and energy consumption approaches. In section 3 concludes this work with directions for future research.

答:马奈的历史和商业应用

马奈的通信提供了一种非常灵活的方式动态/紧急情况下。商业应用的MANET涉及合作移动节点之间的数据包交换。
历史上,移动ad hoc网络主要用于战术提高战场通信网络相关应用程序/生存能力。军事行动的动态特性要求此类服务以来军事个人不能依赖访问固定pre-placed在战场通信基础设施。纯无线通信也受到限制,无线电信号受到干扰和无线电频率高于100 MHz很少传播以外的视线(LOS) [2]。最早的无线自组网是一种分组无线电网络(PRNET) 1970年,由美国国防部高级研究计划局迎宾净下项目。目前马奈是移动通信中找到广泛的适用性。下表列出了一些应用程序[3]:

马奈的研究问题

从上述讨论清楚,马奈是有用的在许多领域的重要性.Despite这广泛的适用性有一些问题在这一领域仍然盛行。这一部分探讨开放研究的挑战[1]。
 The 时变 统计 行为 受 各种 因素 影响 的 物理 传播 medium, 内城 衰落 对 无线 links. 特点 和 阴影 的 影响
 Since 参与 节点 不是 fixed, 他们 正 因此 unpredictable. 无线 链接 的 质量
 Due 节点 移动性 和 不断 变化 的 地区 connectivity, MANETS 比 有线 network. 有 更 严重 的 收敛 性 问题
 Ad hoc 网络 更 容易 受到 安全 问题 由于 讨厌 的 邻居 转发 packets.
 Mobile 节点 参与 MANET 可能 变得 自私 的 任何 时候一个简单的方法来符合会议论文格式要求是使用本文档模板,只需输入你的文本。

c在manet路由

manet路由协议大致可以分为两大类基于路由信息更新机制[4]:
 Proactive Routing Protocols: Proactive 协议 也 被 称为 表 驱动 路由 协议 维护 网络 中 其他 节点 的 路由 信息 needed. 之前节点可以通过交换网络拓扑的知识网络节点之间的拓扑信息。因此,这些信息是立即可用的路线时要创建从来源到目的地。维护成本非常高,如果拓扑变化频繁。例如目的地测序距离向量路由协议DSDV,无线路由协议(WRP)等。
 Reactive Routing Protocols: The 被动 路由 协议 在 advance. 不 维护 路由 表路由信息收集只有当它是必需的。活性协议使路线走向目的地的需求出现特定的路线。他们不定期维护拓扑变化的信息。通过洪水路由交换信息。例:动态源路由协议(域),特别对需求距离向量路由(AODV)。
 Hybrid Routing Protocols: These 协议 开发 更好 的 权衡 之间 Proactive & Reactive protocols.[5]这类协议的一个例子是区域路由协议(ZRP)。ZRP的拓扑划分区域,然后允许之间的传播和区域内基于协议的力量和弱点。

d .分析现有的路由协议

一个广泛的文献调查强调,许多路由协议提出了马奈。为了便于仔细分析,努力是对这些路由协议进行分类的基础上他们的本性和参数。

1)路由表维护:

 Reactive Routing Protocols: Such 协议 维护 路由 信息 仅 为 活动 路径 , 减少 道路 维护 开销 如 Ad hoc On-demand Distance Vector Routing (AODV), Dynamic Source Routing (DSR), Location Aided Routing (LAR), Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA) [7].
 Proactive Routing Protocols: Network 状态 定期 维护 的 这种 类型 的 协议 是 洪水 在 network. 网络 状态 信息每个节点继续维护路由表如全局状态路由(GSR),分层状态路由(高铁),目的地测序距离向量路由(DSDV) [7]。
 Hybrid Routing Protocols: Such 协议 从 主动 和 被动 protocols. 特性从而适应这两种协议的优点。基于区域的路由协议(ZRP) [7]。这是这种类型的一个例子。
 Table driven: Such network. 协议 提供 更新 信息表的创建和更新新航线如发现目的地测序距离向量路由(DSDV)和无线路由协议(WRP) [8]

2)位置或位置

来源:发起这样的协议在需求类型的协议。他们开始发现只有当一个节点请求的路线。当一个节点的路由发现过程需求它是由传输一个数据包目的地址,数据包发现一个跳到另一个,直到目的地旅行。特别的按需距离矢量路由AODV、动态源路由(域),暂时命令路由算法(托)[8]。
 Position Based: Such 协议 总是 倾向 于 发现 相应 destinations. 的 位置 数据在这种情况下没有维护路由表的开销和路由发现。唯一的开销是位置发现例如通用分组无线业务(GPRS)和位置辅助路由(政治)[8]。
 Source Routing: In 这样 类型 的 协议 根据 信息 包含 在 header. 节点 转发 数据包这些信息被添加到源节点的标题。节点转发数据包的路由上的基础上这些信息如严格源和记录路线(SSRR) [8]。
 Location Based 多 播 路由 Protocols: These 协议 确定 每个 节点 的 位置 通过 使用 定位 服务 或 Global 定位 系统目标位置可以通过发送者通过使用搜索定位服务例如可伸缩定位多播(SPBM) [12]。
 FGRP 协议 使用 GLOMOSLM simulator: In 这个 协议 [18] considered. 有关 地理 路由 开销当节点连接可能出现的问题是:缺乏端到端连接的额外数据位用户传输数据,最重要的是位置信息的收集。

3)广播技术

 Full broadcast: In this, 消息 需要 转播 的 中间 节点 和 适用 于 每个 节点 在 网络 如 Core Extraction Distributed Ad Hoc Routing (CEDAR), Destination Sequenced Distance Vector Routing Protocol (DSDV), Dynamic Source Routing (DSR), Flow Oriented Routing Protocol (FORP) 和 Witness Aided Routing Protocol (WAR) [8].
 Limited Broadcast: There 有限 broadcasts, 的 最大 跳 数 根据 需要 live) (time 有限 Distributed Dynamic Routing (DDR) Global State Routing (GSR) , Optimized Link State Routing (OLSR), Source Tree Adaptive Routing (STAR), Topology Based Reserved Path Forwarding (TBRPF), Temporally Ordered Routing (TORA) 和 Wireless Routing Protocol (WRP) [8].
 Local Broadcast: This 类型 的 广播 是 用于 任何 节点 在 发送 方 reach, 但 合并 不是 转播 的 当然 可以AODV,链路状态路由(目前),模糊的鱼眼状态路由(FSR),高可用性无缝冗余(高铁),具有里程碑意义的路由协议(LANMAR),位置辅助路由(政治),LMR,可伸缩的源路由(SSR)和区域路由协议(ZRP) [8]。

4)恢复机制

 Recovery Mechanism: Recovery [8] 机制 是 非常 重要 的 节点 , 消除 那些 路线 不可 用 或 有 一些 是否所以需要有一些恢复机制或协议。例如基于联想的路由(ABR), AODV,基于簇的路由协议(CBRP) DREAM3,
 Signal Strength: Route strength. 数据包 沿着 与 最好 的 信号这是主要采用ABR和苏维埃社会主义共和国。
 Link Stability: Route 数据包 沿着 连接 出现 的 最 稳定 的 在 一 段 时间 内 取它被推迟运输(DST)和FORP敏感。
 Shortest Path/Link State: Select 根据 一些 metric. 最短 路径这是许多协议:雪松、DDR, FSR, GSR,高铁,OLSR,明星和拓扑广播基于反向路径转发(TBRPF) FORP,战争和ZRP
 Reliable Route Recovery- AODV: RRR-AODV [16] 旨在 改善 的 性能 AODV Protocol.这个协议网络通过减少控制消息的提高网络效率的帮助下的备份节点。一个隐式执行路由恢复过程。

5)路由结构

一个多播组由发送方和接收方。存在一个树或网这些作为发送者和接收者之间的联系。这些连接建立两种类型的路由结构:树和基于网格的。
 Tree Based: These 树 结构 高 cost, 由于 发送 方 structures. 无法 维护 自己 的 树以下是基于类别的树协议。
)基于共享树:一个多播组[9]由发送方和接收方的。协议选择单个发送者建立一个共享的多播树与其他发送者。这种类型的树结构被称为基于共享树的结构如:特别的多播操作按需距离矢量路由协议(MAODV)。
b)对需求基于共享树:这些协议动态地分配每个节点多播会话ID -数字。这些Sid数字帮助定位邻近节点接近一个特定节点的Sid。如特别的多播路由协议(阿姆里)利用增加身份号码[9]。
基于c) Sender-Tree协议:这样的协议[9]是高效的多播路由协议。在这组所有成员自己的分支机构新转发节点被添加到树中。这些是有效的,因为路线的优化过程,可以检测并删除不必要的节点的路由。带宽有效的多播路由协议(BEMRP)。
d)基于需求发送方树协议:它适应其行为基于应用程序数据发送模式。在这个应用程序层单独执行任务的控制包,周期性的邻居传感、或周期性路由表交流可以检测检测链接优惠和期满如路由状态。自适应需求借多播路由(ADMR) [9]。

 Mesh Based Protocols

转发组概念:按需多播路由协议(ODMRP)使用这个概念建立一个网格和流动性预测是用来刷新网。ODMRP提供高数据交货率高流动性和小组成员是强连通[9]。

6)基于体系结构的路由协议

这样的协议[12]可以创建物理分层架构的不同类型的移动节点如分层QoS多播路由协议(HQMRP),自组织映射(平方米)是典型的分层体系结构。

7)人工智能

 Multicast Protocol 为 Ad Hoc Networks 与 Swarm Intelligence: MANSI [9] 核心 网 的 维护 和 建立 基于 多 播 协议 的 核心 node. 只有 一 个在这个协议节能和负载均衡的概念是由群体智慧。t这一概念指的是复杂的行为,来自个人的行为和交互。
 Bee-Inspired Ad-Hoc Routing 协议 MANETs: Battery 水平 Bee Ad Hoc [36] 更好 最好 比较 其他 协议 , 因为 它 试图 利用 所有 航线 , 而 不是 总是 最好 的 路径 上 发送 数据包 , 只有 , 继续 搜索所有路径是有效利用从而能级也妥善管理。

8)大小

自适应单元中继路由协议:一些路由协议可能有效工作的小型网络,但他们可能不执行效率网络密度的变化。自适应单元中继路由协议(ACR)提出了有效的稀疏网络但可能不适合密集的网络。他们比位置辅助协议执行得更好。ACR的例子有:细胞密度继电器路由协议网络和大细胞稀疏网络路由协议[10]。

9)的服务质量

服务质量(QoS)在计算机网络描述了一个预定义的合同服务提供者保证优质服务客户。本合同定义信息类型及其所需的服务水平。
以下是QoS路由协议的类型在[11]
 Adaptive Proportional Routing (APR): In 这个 路由 协议 对 节点 与 源 和 目标 保持 一 个 或 多个 advance. 中 显 式 路由 路径QoS协议的主要任务是交流QoS状态信息之间的路线和只使用本地收集的信息
 QoS-aware Multicast Routing Protocol (QMPR): QMPR 旨在 改善 routing. 多 路径 和 单一 之间 的 通信 路径在这一个单播路由算法用于添加一个节点已经存在的路径。QoS协议执行的任务检查每一个中间节点。
 Chen-Heinzelman protocol: This QoS 协议 更好 , 其他 硬 QoS 协议 作为 bandwidth. 它 试图 提供 更好 的 服务它提供了更好的服务,因为它的两个方案结构,包括反馈计划方案和带宽。在反馈方案中,如果没有剩余带宽值被发送到应用程序更新。在招生计划,路线是搜索,可以满足带宽的路线。
 Multicast Core Extraction Distributed 特别 Routing: These traffic. 协议 旨在 最小化 数据QoS指标使用带宽、延迟、丢包率和成本多播路由protocol.e.g。多播核心提取分布特别路由(MCEDAR) [12]。

10)安全

隐私友好在可疑的MANET路由:[15]提出了棱镜——需求基于位置匿名MANET路由协议增加隐私和安全。安全和隐私是重要的在操作时建立连接敌意和可疑的设置。位置为中心的模式是最适合的隐私。

基于权力意识:11)

介绍了能源效率:节能协议来提高能量的节点。可能某些节点有限的电池供电。减少权力他们成为无法间rd包。这些协议是用来提高能量水平之间的节点。例如最低体重增量树状(MWIA)[13]这类的一个例子。协议的细节关注这方面是在下一节中提供的。
上述协议被提出讨论历时十年。下面的表2给出总结这些协议w.r.t.时间以突出这些提案背后的问题。

能源消费在马奈

只要中间节点传送的数据包,每次它的能量消耗。不对称权力配置的邻节点的影响。有很多方法可以有效地利用能量马奈。能源利用技术保护自私的行为在某种程度上可能会被拘留。
 Firstly, 采用 最佳 path, 功率 消耗 可以 minimized. 传输 一 个 数据包有算法找出源和目的地之间的最优路径,节点。
 Secondly, 路由 协议 必须 节能 最大化 网络 throughput, 网络 lifetime, 和 delay. 降到 最低
 Lastly 包 transmitted. 时 能量 消耗节点往往会变得自私,如果他们能级开始减少在MANET是一个很重要的问题。它带来路由开销[6]。

答:能源消耗在三种不同的方式[19]

 While 发送 packet/ Active State
 While 接收 packet/ Active State
 While 在 闲置 mode/ Sleep Sate
能源消耗同时发送一个数据包的最大来源是能源消费的模式。这是紧随其后的是能源消耗在接收数据包。时的能量也消耗节点空闲状态。e不参与任何沟通,但在这种情况下实际上是能量的浪费,因为它不是和任何其他节点可以使用,能源消耗是在那个特定实例通信通道的一部分。
传输功率控制和负载分配方法是用来减少能源消耗的有效能源、通讯和睡眠/省电模式用于最小化能量消耗在睡眠状态。下面是这些方法的描述。
 Transmission Power 方法
非常需要找到最优路径和路由算法有效的路由,它可以通过绘制一个图形,通过考虑顶点移动节点和边表示两个节点之间的无线连接。这些节点是彼此的传输范围内传播。的直接邻居节点数量可以调整到一个特定的节点是否可控节点的传输功率。传动功率起着非常重要的作用,如果它是弱会导致网络划分的问题可能出现的由于拓扑稀疏,另一方面如果传动功率强大的传播范围增加,也可以减少跳数到目的地[20]。e。g,到目前为止,OMN, PLR MER。
 Load Distribution Approach
这种方法的目标[25],[26],[27]是检测这些节点的路由,未充分使用能源和找到最优路径而不是最短路线的基础上,选择一个路线,由节点能量消耗更少。路线与最小负载之间的可能的途径选择从源到目的地。在这方面,数据包只有通过能源丰富的中间路由节点。的路线可能更长但节点选择富含能量。这样的协议考虑节点的能源效率和重载节点避免让他们效率从而确保更长的网络寿命例如MPR,李尔王。
 Sleep / Power-Down Mode Approach
睡眠/省电模式方法侧重于沟通的不活跃的时间。有许多无线电硬件支持低功耗状态。这种方法还考虑系统必须不睡觉的时候关掉状态保存资源,最重要的是能量。这种方法是基于主选择在马奈。在MANET节点处于睡眠状态时,他们实际上是不听或转发数据包。节省能源的方法之一是选择一个节点作为主节点和其他节点是奴隶节点。主节点应该协调和管理邻国从节点。从节点可以通过期刊睡节省电池。他们可以定期醒来,要求任何从主节点数据传输。如果任何数据传输是由主节点沟通奴隶节点。 But node sleeps again if it is not addressed to it. e.g. GAF, PEN.

能源消耗对节点的影响

合作是马奈的核心。移动自组网只是成功的节点之间是否有合作。之间的高度合作预计节点同时包传输。但商业马奈而言很难鼓励节点之间的合作行为。在商业马奈能耗和节能是一个关注每个个体节点。为了节省电力的使用停止某些节点转发数据包。中间节点想节约有限的资源能源和带宽。这导致在manet节点的自私行为。这些不合作节点不合作或参与其他节点转发数据包或寻找路由路径。这是一个严重的问题和设计方法拘留或者减少自私的行为是一个开放的研究在这一领域的挑战。

以能源为中心的路由协议

与快速增加马奈的流行和适用性,保留移动节点的能量成为最大对研究人员的关注。文学强调,许多能源中心协议已经提出尽量减少能源使用量,同时数据传输。
 Energy Constraint Node Cache-AODV: [14] 描述 ECNC_AODV 路由 算法 基于 能量 和 缓存 node. 每个 节点 的 状态这个协议更好的对能源消耗是由于肾阳ting包,路由开销和交货率。
 Flow Augmentation Routing: FAR [21] 协议 旨在 减少 链接 成本 之和 最低 cost. 路径 和 选择 路径它基本上假定网络是静态的。
 Online Max-Min Routing: OMM 节能 路由 协议 [22] 无线 特别 适用 在 地理 区域 和 支持 应用 程序 的 消息 序列 在 哪里 不 知道 。它非常有助于预防发生超载节点。单个节点和整个网络的性能是影响这些重载节点。这个协议优化网络的生命周期以及各个节点的生命周期。
 Power-aware Localized Routing: (PLR) 协议 [22] localized, 完全 分布式 路由 algorithm. 节能 意识它使用一个假设,即源节点的位置信息是其邻国和目的地。PLR相当于知道成本从源节点到邻国的联系,一直到目的地。基于这些信息,源不能找到最优路径但选择下一跳的目的地的整体传动功率最小化。
 Minimum Energy Routing: MER 协议 [23], [24] 调整 单个 节点 的 传输 功率 , 这样 it’s 邻国 跳 node. 达到 下 一 个所以这个协议的目的是调整节点功率而不是路径节能。
 Multi-Path Routing: This 协议 [28] 适用 于 路径 的 数量 使用 时 通常 比较 和 数据 流 同时 对 这些 不同 的 路径 从 源 到 destination.在单一路径负载均衡技术是决定是否一个特定的路径是否有效的消息发送数据包的发送路径发现时,它被认为是最优路径。这条路仍然是最佳直到找到一条新的道路。这种方法的问题是决定当一个好的路径变成不好的。
 Geographic Adaptive Fidelity: GAF 协议 [29] 主从 architecture. 工作它旨在节省网络的电池供电,通过保持较低的奴隶节点能量。
 Prototype 嵌入式 Network: PEN 协议 [30] 实践 睡眠 周期 操作 不 涉及 主 nodes. 以 异步 方式
 Progressive Energy Efficiency Routing Protocol: [31] This 协议 执行 期间 更好 的 路径 发现 和 其他 流动 情形它可以实现其目标在以下步骤:
)路由发现过程:它开始于搜索所有最短路径,然后选择路径有最低能级和执行这个任务路由请求生成包含两个跳数和能源消费的信息。跳数更新在每个中间节点的水平。路由发现一个问题关于选择的最佳节能路线可能出现如果有几个路线有同样的能源效率。
b)路线维护:在这个协议的节点可以被动地观察数据交换在其邻居节点和寻找更有效的路径。控制消息被发送通过监测节点更新路径替换和插入操作。维护开销很低,因为这些消息只发送当检测到更好的路径。
 SPAN 和 BECA/AFECA combination: BECA/AFECA 是 两 省 电 approaches: 的 Basic Energy- Conserving Algorithm (BECA) 和 延长 版本 称为 Adaptive Fidelity Energy Conserving Algorithm (AFECA).在这个方法在固定间隔动态节点可以在不同状态之间进行切换。这些国家正在睡觉,听和活动状态。这些国家有重要相关性因为活跃节点通过节点间传输或电源信息确保活动或监听状态。通信节点保持清醒。摘要[32]提出了一种比较的跨度与AFECA之上运行AODV修改为游牧网络相比,相同的组合。它由跨度协调员选择机制需要修改贝科/ AFECA链考虑超级节点。通过迫使超级节点成为协调员,不管他们如何协调选择算法,这些节点将做尽可能多的路由。协调员在跨度选择基于数量的标准,如剩余的能量。因此可能会跨自动将有利于超级节点协调员。
 Energy Efficient Routing 使用 OLSR.在这个协议EEOLSR[33]节点的剩余能量水平和状态信息误差具有很强的针对性和残余能量收集的OLSR也被认为是控制消息。不准确的信息影响OLSR协议的效率。在这所有的参数进行了研究,其中包含在能级相邻节点的信息不准确。未来的工作关于提案改善的一些技术来减少错误的节点剩余能量信息也是建议。
 Cluster Based 路由 protocol: CBRP [34] 健壮 和 scalable.摘要节能提出了基于集群的路由协议和评估。节点分为CBRP集群和集群通过集群连接头在这纸上的想法是将所有成员节点预计网关节点应该去睡眠模式在空闲模式。在这个方法只有集群头(CHs)和网关节点是积极为任何沟通换句话说的骨干网络每次活动的任何交流。
 Energy Efficient, Secure 和 Stable Routing Protocol: EESSRP [35] 结合 等 因素 引入 了 security, routing. 权力 和 稳定马奈仍然是一个非常重要的任务,由于高度动态的环境。的努力已经取得了使用随机路点移动模型进行分析。结果推导出使用自我创建网络场景不同数量的移动节点。
下表提供了分析现有能源中心协议基于路由开销,能源消耗/包传输和包交货率作为参数。

结论

这项工作探索了manet中存在的各种路由协议。各种路由协议的能源消费行为分析。能源优化包的交付以最优的成本也有关。因此,能量消耗的节点在传输消息可以估计和数据包可能分布的随需应变和表驱动的传输。表驱动的传输能量可以在之前估计负载分配和对需求的包可以发送确认后检查一个特定的节点的能耗同时发送信息。
此外,特设路由要求节点合作互相转发的数据包通过网络。这意味着每一个节点的应用程序的吞吐量可用原始通道容量不仅是有限的,而且通过转发负载由遥远的节点。这种效应可能严重限制特别柔挺的有效性。一个严重的问题是,为什么节点时应配合其他节点转发流量没有好处。
马奈不视为网络的任何超过局域网网络本身。相反,manet网络内被视为地方,就像局域网运行的本地访问更广泛的区域网络。马奈的操作隔离是一种特殊情况下的操作作为一个更大的网络的一部分。因此节点的不受节能理论在商业马奈可能严重阻碍特设网络的应用。声誉计划已经现有的能够探测到自私节点但这些计划有一些缺点,比如当宣布节点自私。它是必要的,一个节点非合作是自私的,可能有另一个原因。Ad Hoc网络是一个被广泛研究的这些天,是一个非常快速增长区域。在这方面还有很多工作了让它商业上可行。

表乍一看

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表1 表2 表3

引用


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