一种基于位置信息的UWB Ad Hoc 网络路由算法.pdf

一种基于位置信息的UWB Ad Hoc 网络路由算法陈瑜坤北京邮电大学电信工程学院,北京(100876)E-mail:kunkun1213@摘要:UWB技术具有精确定位的特性,本文利用这种特性,提出了一种新的基于位置信息的路由算法。这种路由算法不依赖于全球定位系统(GPS)。与已有的路由算法相比较,这种路由算法简单而且性能优越。相比于当前已经比较成熟的路由算法DSR和AODV, 仿真结果显示,本文所提出的算法将packet deliveryfraction(成功到达目的节点的报文和源节点所发报文的比率)提高35%。同时,它也能有效的防止广播中的洪泛效应,flooding nodes fraction(在一次广播过程中收到广播包的节点和网络中总节点数的比率)将随着网络总节点数的增加而降低。关键词:Ad Hoc网络,基于位置信息路由,UWB,后验式路由中图分类号:TN915 Hoc 网络具有很多的特点和优势。因为UWB有精确定位的功能[1] [2],所以这种Ad Hoc网络中的节点可以被精确定位。[3]中指出,位置信息对于Ad Hoc网络路由是至关重要的。从而,本文提出了一种基于位置信息的UWB Ad Hoc网络路由算法。本文所提出机制的主要目的是创建一种运转更有效的Ad Hoc 网络,并且实现对其分布式管理。每一个包都通过一个很短的路径到达目的节点。节点的移动对传输的影响很小。在网络中,所有的位置信息都是针对节点的,而且这种信息不依赖于GPS来提供。网络不需要分级,没有任何的管理节点,因此网络的形成和组织非常简单。当前,路由协议的研究很多,但是,由于Ad hoc网络的特殊性,其协议的复杂性,到目前为止,Ad hoc网络的传输层路由算法还没有确定的方案。基于地理位置的路由算法是现在研究的热点,GPS定位系统被广泛应用在路由协议中。采用UWB技术的Ad hoc网络的路由算法研究还刚刚起步。[4]中研究了固定路径的路由机制。这种机制中必须包含一个定位节点,定位节点的位置必须是固定的,从而会影响Ad Hoc网络的自组织特性。并且,比特流汇聚于定位节点,将造成这个节点的过载。[5]中提出了一跳的机制,可以节能并且减少干扰,但是基于这种机制的路由算法还没有被深入研究。[6]中采用的网格路由算法。在每个网格中,都有一个管理节点,掌握整个网络的位置信息。一旦某个网格中的管理节点工作失常,与其通信的所有网格都会因此瘫痪。[7] [8]中,Ad Hoc网络被分成了许多组,称为簇。在每个簇中,都有一个簇头,管理簇内和簇间的拓扑信息。每个簇头的工作失常也会影响与其通信的各簇。[9]中提出了基于簇的定位路由算法,但是位置信息依赖于GPS。并且,在每个簇中,必须有一个通信门户和一个簇头。在本文提出的算法中,一个Ad Hoc网络被划分成网格。而网络中的路由也分为网格内- 1 -由和网格间路由。如果源和目的节点处在同一网格内,那么采用网格内路由。当源节点和目的节点相距较远时,网格间的通信就要被采用了。网格间的路由是基于目的节点的位置信息的,源节点必须知道目的节点所在的网格。源节点根据目的节点的位置信息发送包,而不需要考虑中间节点。因为网格间的路由只依赖于目的节点所在的网格,所以中间节点的移动并不对其造成影响。本文所提出的路由算法,具有以下一些优点。一旦源节点