关键字 |
| 移动ad hoc网络、动态源路由协议、路由发现、路由维护 |
介绍 |
| 移动主机在一个特设网络受制于电池的操作。路由数据包从源到目的地需要足够数量的中间节点。因此,电池供电的一个节点是一个珍贵的资源,必须有效地使用,以避免提前终止节点或网络。因此,功耗和在设计这些主机时钟频率是很重要的标准。除了静态主机的设计优化,可以提高网络的性能和寿命的主机采用动态资源和电源管理。很明显,功耗最小化或最大化的服务速度给定节点可能不足以达到最低的最长延迟和网络的生命周期。的关键因素是,在网络的节点,功耗应均匀分布在所有节点,提高网络的生命周期。 |
| 各种节能路由协议提出了增加节点的生命周期以及网络的生命周期,这样沟通就可以进行没有任何中断。本文提供了分析以及不同的节能路由协议为临时无线网络设计仅基于传统安全域路由协定的机制。协议 |
功耗模式 |
| 移动节点在无线移动ad hoc网络连接到其他移动节点。这些节点可以发送和接收的数据包或从其他节点,要求能源这样的活动。总能量[4],[5],[6],节点在以下模式:(a)传输模式(b)接待模式(c)空闲模式和(d)偷听模式。这些功耗模式描述为:- |
| 一)传输模式:表示节点在传输方式将数据包发送到网络中其他节点。这些节点需要能量传输数据包,这样的能量称为传输能量(Tx)[1]、[2]的节点。传输能量取决于数据包的大小(位),意味着当一个数据包的大小增加所需的传输能量也增加了。传输能量可以被制定为: |
| Tx = (330 * Plength) / 2 * 106 (1) |
| P T = Tx / T T (2) |
| Tx传输能量,P T是传动功率,T T时间传送数据包和PLength部分数据包的长度。 |
| b)接收模式:当一个节点接收到一个数据包从其他节点在接收模式和能量接收数据包被称为接收能量(x) [1]。然后接收能量可以给出: |
| R x = (230 * Plength) / 2 * 10 6 (3) |
| x P R = R / T R (4) |
| 在R x是一个接收能量,P R是一个接待能力,T R是一个时间接收数据包,而Plength长度字节的数据包。 |
| (c)空闲模式:在这种模式下,[4],一般节点发送和接收数据包。但这种模式需要消耗电力,因为节点必须倾听无线介质不断为了检测包,它应该得到,这样的节点可以从空闲模式切换到接收模式。 |
| 尽管在空闲模式并不实际的节点处理数据通信业务,[3],这是发现无线接口消耗了大量的能源。这么多方法消耗的接收操作。空闲是浪费能源,应消除或减少。然后在空闲模式是:电力消耗 |
| P I = P R (5) |
| P I是电力消耗空闲模式和P R是在接收模式下电力消耗。 |
| d)偷听模式:当一个节点接收到的数据包不是注定,那么它在听模式[7],而且可能消耗的能量用于接收模式。不必要地接受这样的数据包将导致能源消耗。然后听到电力消耗模式是: |
| P / = P R (6) |
| 在P /电力消耗偷听模式和P R是在接收模式下电力消耗。 |
节能指标 |
| 减少能源消耗/包:这是一个更明显的指标。为了节约能源,我们要减少能源消耗的所有数据包从源节点到目标节点遍历。我们想知道包的总能量消耗时,从每一个节点的路由上到下一个节点。能源消耗的一个包是这样的方程: |
 (7) |
| 在n1 nk节点的路由,而T表示能源消耗在发送和接收数据包一跳。然后我们找到所有数据包的最低E。 |
| 最小化最大节点成本:这里的想法是找到成本的最小值从一个列表中通过一个节点路由数据包。成本本身价值最大化的成本路由数据包在一个特定时间。这个指标的方程是: |
| 最小化一个(t)为所有t > 0, (8) |
| 一个(t)表示的最大的Ci (t)和Ci (t)是通过节点路由数据包的成本我在时间t。 |
| 时间最大化网络分区:对于这个指标,基本准则是,给定一个网络拓扑结构,我们可以找到一个最小集合的节点,它将导致网络分区的删除。节点之间的路由过程必须把工作最大化网络的生命 |
| 方差最小化节点功率:这个指标可以确保网络中所有节点保持尽可能长时间一起启动并运行。通过使用路由过程来实现目标,每个节点发送数据包通过最少的一个邻居等待发送的数据包。通过这种方式,网络的交通负载与每个节点的节点之间共享相同数量的数据包传送。因此,每个节点在传输过程中花费大约相同数量的电力 |
相关工作 |
| 在MANET路由是一个过程建立一个路径,然后转发数据包从源到目的地通过一些国际协调节点如果目标节点不是直接发送节点的范围内。路由建立本身是一个两步的过程。第一个是路由发现,发现不同的路线从同一来源到目的地。第二,路线选择,选择一个特定的路线中发现相同的源路由到目的地。在ad hoc网络路由协议分为三类。 |
| 表驱动路由协议:表驱动路由协议,也被称为积极的协议,解决路线在后台独立的交通需求。每个节点使用路由信息存储网络中其他节点的位置信息,然后使用这些信息来移动数据在网络中的不同节点。这些协议的保持一个常数概述网络,这是一个劣势,因为他们可以对网络拓扑的变化即使没有交通影响拓扑修改可以创建不必要的开销。即使在网络的数据流量,表驱动的协议将使用有限的资源,如电力和链接带宽因此他们可能不被视为一个有效的Ad hoc网络路由解决方案。鱼眼状态路由和DSDV表的例子驱动的协议。 |
| 按需路由协议:按需路由协议,也称为活性协议建立路由节点之间只有当他们被要求路由数据包。没有更新的网络中每一个可能的路线相反,它侧重于被使用或被建立的路线。路线时所需要的源节点到目的地没有路由信息,它开始一个路由发现过程,从一个节点到另一个,直到它到达目的地或节点之间的路由到目的地。点播协议通常被认为是有效的路由发现时经常低于造成的数据传输,因为网络流量路由发现一步相比是低的总通信带宽。这使得点播协议更适合大型网络与光流量和低流动性。例子:AODV和安全域。 |
| 混合路由协议:混合路由协议结合基于表的路由协议和路由协议的需求。他们使用距离矢量为更精确的指标建立目的地的最佳路径路由信息网络和报告只有当有一个网络的拓扑结构的变化。网络中的每个节点都有自己的路由区,被定义为一个区半径的大小,定义为一个啤酒花的数量等指标。保存记录每个节点的路由信息的区域。 |
动态源路由协议 |
| 动态源路由(域)(9、10)是一种简单而高效的路由协议设计规范用于种无线临时移动网络。安全域是一个重要的路由协议用于移动ad hoc网络能量高效的路由协议的设计是基于其机制。它发现从源到目的地的路线只有当源启动路由发现过程。协议操作完全取决于需求的各个方面。这个协议也使得网络自组织和自配置。基本协议由两种机制,死记硬背的发现和路由维护和这两种机制共同努力,让节点发现和维护源中的任何目的地的路由节点的网络。 |
| 路由发现:路由发现通过两个子步骤完成路由请求和路由应答。 |
| 路由请求:当移动节点的路由发现有一些数据/数据包发送到任何目的地,它没有任何通往目的地的路由缓存。然后启动路由发现通过广播一个路由请求包(RREQ)。这个目的地的路由请求包含地址,地址的来源和一个独特的识别号码生成的源节点。每个节点接收数据包,并检查是否包适合与否。如果没有目标节点然后它只是将数据包转发到外部链接添加自己的地址的数据包。避免重复的路由请求是来自同一来源,一个节点转发路由请求,尚未看到出现在路由请求相同的身份证号码。 |
| 路线的回答是:当包到达目的地节点或到达一个节点包含在其路由缓存过期路由到目的地,然后生成一个路由应答。不仅包包含所有遇到的中间节点的地址但是啤酒花的序列也存储在它。生成的路由回复目的地将路线记录中包含路由请求到路由应答。在路线回复如果目的节点路由路由缓存的引发剂,它可以使用这条路路线回复。否则目的节点可能反向路由的路由记录如果链接是对称的。如果不支持对称链接的节点可能会启动自己的路线发现盗用路线回复新的路由请求。当任何中间节点接收从目标节点或任何其他节点路由回复然后他们添加路线记录,并将其转发给它的邻居节点。 |
| 路由维护:路由维护过程确定连接是否可靠,能够携带包。执行这个过程通过使用路由错误数据包和确认。当数据链路层遇到致命的传播问题然后生成一个错误消息路由。假设一个包重传(尝试)的最大数量,一些跳的最大次数和数量在收到收据构象,那么这个节点返回一个数据包错误消息到原始数据包的发送方,确定数据包不能转发的链接。 |
| 自去年10年许多节能路由协议提出了和想知道的最佳解决方案。很难限制技术和研究挖掘最优解,许多明显的增强和修改已经完成转换域作为一种能量高效的路由协议和服务高效的路由协议与其他协议。所以在接下来的会话这里有几个重要的路由协议是在传统安全域做一些修改后协议。 |
1)权力意识到安全域(PADSR)协议 |
| PADSR是修改域协议使用位置辅助力量与权力意识意识到路由(LAPAR)算法。位置辅助力量知道路由(LAPAR)[8]算法可以实现在任何现有的路由协议。它能够识别源目的地之间的最优路线对这样所需的总功率传输数据包的最小化。这个算法,对于任何节点属于一组V,存在一组节点,直接传输结果的力量。算法需要为每个节点确定平面图和确定一对源目的地之间的路径通过使用贪婪算法在这些平面图形。 |
| PADSR协议是由使用DSR协议为基础实现与权力意识来源于LAPAR算法;以下步骤确定后广泛的数学和逻辑分析和流图进行施工的实施: |
| 初始化节点的位置信息。 |
| b。主要广播知道邻居的相对位置。 |
| c。二级广播和平面图的形成。 |
| d。路由请求数据包从源节点到节点的平面图。 |
| e。路由请求处理和转发通过中间节点,直到到达目的地。 |
| f。路由应答数据包的目的地沿着路径遍历源的路由请求。 |
| g。多个路由处理和最小功率的选择路线。 |
| h。路径设置和数据传输的数据包。 |
| 我,传授移动节点。 |
| j。链接失败处理。 |
| k。执行重复传输和计算的平均功率,也没有。啤酒花。 |
| 1。分析和比较与传统安全域的协议。 |
| PADSR协议首次实现了基于上述步骤然后传统安全域协议使用相同的步骤实现除了少数修改像路线基于跳数的识别和消除周期性广播等。模拟结果表明,平均功率域几乎是常数不同的速度,但在PADSR力量是速度成反比。平均功率的减少31.65%相比,安全域。 |
2)修改节能动态源路由在manet (MESDSR) |
| 修改节能马奈的动态源路由(MESDSR)设计将有效地利用移动节点的电池能量在这样一个网络将获得更多的生活方式。 |
修改后的节能算法动态源路由 |
| 步骤1如果源节点年代想要将数据发送到目的节点D,它首先将请求消息发送给所有邻居节点。 |
| 步骤2当邻居节点收到请求消息他们会检查他们的路由缓存,如果这个包的ID已经在他们的路由缓存数据包就会被丢弃。 |
| 步骤3否则,节点将计算它的权力通过使用: |
| Pnew = Ptx - Pr +甲状旁腺素+点+观点(9) |
| 并将该值作为源节点的一个回复。 |
| 步骤4源节点将计算的所有值的平均值Pnew RREQ的所有节点和发送消息的节点Pnew值最接近平均值。 |
| 步骤5当节点收到RREQ消息将请求消息发送给自己的邻居和这一过程将持续到目标节点。 |
| 步骤6当目的节点将收到RREQ消息将发送RREP消息同样的路线。 |
| 步骤7RREP过程一样在传统安全域的性能仿真结果表明,ESDSR比域根据数据包交货率,平均能耗、吞吐量和端到端延迟 |
3)最低能量动态源路由协议(MEDSR) |
| 最低能量动态源路由协议(MEDSR)[9]做了一个最好的尝试使域更作为一种能源意识到路由协议。整个MEDSR方法是基于路由发现和链路功率调整机制,路由发现过程本身是分为两个子过程。 |
| 使用低功率路由发现机制:在这个过程中,路由发现当源节点有数据包发送,然后设置一个最低水平传输的所有节点。所以路由数据包将播放只再保险的范围内传输功率的最低水平。一旦请求到达目的地的路线,目标节点功率信息从路由请求数据包副本到路由答复。路线回复发送回小范围内的节点目标节点的传输功率。那一刻,中间节点将接收路由应答,它将计算最低权力本身。任何节点的最小发射功率水平可以作为计算 |
| Pmin = Ptx-Prec +甲状旁腺素(10) |
| Ptx =传送的目的地在哪里 |
| Prec =接收功率的节点收到路由答复 |
| 甲状旁腺素=阈值获得成功接收数据包。,它将继续保持在每个节点到源接收到回复的路线。一旦路线回复到达源,源设置发射功率。开始发送和传输功率的路线被选中的数据传输。 |
| 路由发现机制使用高功率水平:高功率路由发现是一样的低功耗路由发现。唯一的区别是,与其建立低的发射功率,它集高发射功率,同时发送路由请求。这个过程是高度需要路由发现,尤其是当没有找到路径由于unreachability通过设置发射功率低。所以要解决这个问题高功率路由也是必需的。 |
| MEDSR使用两个级别的权力;网络连接是高度保持和结果更少的网络分区。结果还描绘了,当网络规模小节能/数据最大MEDSR域相比,高近55%,的确是一种有效的路由协议 |
4)有效功率路由域(EPRDSR) |
| 在每个节点跟踪当前功率使用电池供电。当一个节点接收到路由回复或确认(ACK),更新其权力场包路径。一旦源节点收到路由答复或ACK,它更新表与价值观的路径。在选择路径时,安全域实现的路径选择最小跳数。EPRDSR,然而,选择基于权力的道路。首先,我们计算每条路径的移动节点电池能量,即最低跳的路径。然后选择路径选择与最大跳最低功率路径。例如,考虑下面的场景中,有两条道路可供选择。第一个路径包含三个啤酒花与能源值22日18和100年,分别和第二路径包含四个啤酒花与能源值20,35岁,分别为25和80年。分数第一路径是18,而分数第二路径是20。 Hence, the second path would be chosen since it has a higher score. |
| EPRDSR权力意识到模型:这最大化网络的生命周期,减少了功耗期间建立的路线。这个算法[11]需要特别注意转移实时和非交通通过提供电源效率和更少的拥挤的一对源和目的地之间的路径。该模型讨论了如下。 |
| 计算使用的能量 |
| 能源= *时间(11) |
| 能耗是衡量传输功率或接收功率乘以传播时间 |
| Pt = (8 * Pocketsize) /带宽(12) |
| 传输能量Etx被定义为 |
| Etx = Ptx * Pt (13) |
| Erx被定义为接收能量 |
| Erx =插件可以* Pt (14) |
| 后一个节点的能量消耗时间t计算通过使用下列方程 |
| 经济学(t) = Nt * C1 + Nr * C2 (15) |
| 经济学(t),是由一个节点的能量消耗在时间t, Nt,是通过节点的数据包数量在时间t, Nr是节点收到的数据包的数量在时间t, C1和C2是不变的因素有一个值在0和1之间。 |
| 让E的初始能力节点和节点的剩余能量你是在时间t,可以通过计算 |
| 你是= E−经济学(t) (16) |
| 你是在哪里的残余能量,经济学是消耗能量。所有节点的总功耗测量的总和所有节点的剩余电池+产品最初的权力和节点的数量 |
| TEcon = N *初始能量——你是(17) |
| TEcon总消耗能量和N是马奈的移动节点总数。 |
结论 |
| 在本文中,我们已经讨论了,其中一个重要的问题是马奈的能源消耗问题。作为传统的路由机制(如最小跳数生成不仅在网络开销,而且消耗更多的功率在网络交流. .因此它需要有任何能量有效的路由协议是为了解决这个问题而设计的。有很多能量高效的路由协议存在,很难直接比较他们因为每个方法有不同的假设和有不同的手段来实现目标。 |
| 本文还阐述了一些节能路由协议明确基于DSR路由协议。这些协议证明了传统的安全域也可以充当一个高效节能的路由协议。因为安全域被认为是一个非传统的路由协议不关心能源消耗。本文还透露,一个路由协议无法忍受强烈反对的主要约束马奈功耗,直到它是结合一些其他技术如能耗、负载平衡、传输控制、多路径路由和更多。所有这些技术的结合可以肯定将是一个有效的解决方案对能源约束。 |
引用 |
- m . Pushpalatha RevathiVenkataraman, t . Ramarao“信任基础能源意识到可靠的活性协议在移动Ad Hoc网络”,世界科学院、工程和技术,356 - 359页,2009年。
- 上面Chauhan阿施施Chopra,“电源优化在移动Ad Hoc网络”,全球计算机科学与技术杂志》,卷。10问题4,页92 - 96,2010.嘶嘶
- k·Arulanandam和b的高“马奈新能源效率水平问题”,IJRIC, E-ISSN: 2076 - 3336, pp.104 - 109 2009, www.ijric.org。
- AntashilPalChaudhuri和大卫·b·约翰逊,特设网络的“权力模式调度”,IEEE NetworkProtocols国际会议上,2002年。
- 和尼古拉斯·A . Pantazis Dimitrios d Vergados”,在无线传感器网络功率控制问题的调查”,IEEE CommunicationsSurveys &教程,9卷,第四,pp.86 - 107, 2007。
- NatarajanMeghanathan和沛保罗Judon”,提高网络的生命周期的按需路由移动Ad hoc网络使用按需充电或传输功率控制或“,计算机和信息科学、3卷,1号,pp 3-11, 2010。
- AnkitBhardwaj迪维亚•和SanjeevSofats“高效的能源节约方案IEEE 802.11 ADHOC网络网络”,IEEE 1005 - 3/07 1 - 4244 - 2007。
- SabithaRamakrishnan, t . Thyagarajan p k Ram和R。Vinodh”PADSR协议设计与分析在manet路由”IEEEIndicon 2005年会议。
- ShipraGautam RakeshKumar,马奈“节能安全域修改协议”,IJECSE, 2013年
- 穆罕默德Tarique和rumanaislam“马奈最低能量动态源路由协议”IJCSNS,第七卷,11路,2011年11月
- 湿婆Shankar GollaVaraprasad, HosahalliNarayanagowda苏雷什,“按需修改的权力的重要性意识到动态源路由协议在移动ad hoc网络”,专业微。天线Propag, 8卷,空间站。7,459 - 46,2014页。
|
菜单
(7)