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移动Ad hoc网络(MANET)是由一组带有无线收发装置的移动节点所组成的多跳临时性自治系统。移动自组网中有许多有线网络中所不曾出现的新问题和新挑战。在这些问题中,节能问题是一个贯穿于众多问题的核心和基础问题。
节能问题是个跨层设计问题。在MAC,可以通过功率控制、无线网卡关闭机制达到节能目的;在网络层,可以通过选择节能路由达到节能或是使最大网络生存周期最大化。每一层都可以根据自身的特点和功能设计不同的节能策略,跨层联合设计可以对各层的能量消耗进行联合优化。
为了在Mac层节能,本文在对移动自组网的节能机制进行深入研究的基础上,提出了一种新的MAC层的能量节约协议。此协议利用带外信号并综合了移动自组网Mac层的功率控制和无线网卡的睡眠机制。网络中的节点通过侦听带外信号判定是否应该休眠,通过发送带外信号来降低功率控制所导致的报文冲突。
在Ad hoc分级网络,当网络成簇以后,每个簇的簇头和网关节点承担的传输数据任务更重,它们损耗的能量更大,这些节点的生命周期是成为影响整个簇生命周期的瓶颈。为此,本文提出了一种路由重定向协议和网关替代协议,通过均匀簇内节点的能量,最大化簇的生命周期。路由重定向协议指选择能量充足的普通节点承担数据转发和传输任务,减轻簇头的负担,节省簇头的能量;网关替代协议引入网关角色转换机制,网关节点可以将网关角色动态转让给能量充足的普通节点,而自己转变成普通节点。