[论文解读] Energy Efficient Location Aided Routing Protocol for Wireless MANETs

Mohammad A. Mikki|ArXiv.org|Sep 1, 2009

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 18被引用 75

一句话总结

本文提出了一种用于移动自组织网络（MANETs）的能量高效位置辅助路由（EELAR）协议，通过使用中心基站将路由发现限制在目标节点附近的局部子区域，从而降低能量消耗和控制包开销。NS-2中的仿真结果表明，与AODV、LAR和DSR相比，EELAR在控制包开销和分组交付率方面表现更优，由于在六个预定义子区域内的局部洪泛，其路由开销显著降低。

ABSTRACT

A Mobile Ad-Hoc Network (MANET) is a collection of wireless mobile nodes forming a temporary network without using any centralized access point, infrastructure, or centralized administration. In this paper we introduce an Energy Efficient Location Aided Routing (EELAR) Protocol for MANETs that is based on the Location Aided Routing (LAR). EELAR makes significant reduction in the energy consumption of the mobile nodes batteries by limiting the area of discovering a new route to a smaller zone. Thus, control packets overhead is significantly reduced. In EELAR a reference wireless base station is used and the network's circular area centered at the base station is divided into six equal sub-areas. At route discovery instead of flooding control packets to the whole network area, they are flooded to only the sub-area of the destination mobile node. The base station stores locations of the mobile nodes in a position table. To show the efficiency of the proposed protocol we present simulations using NS-2. Simulation results show that EELAR protocol makes an improvement in control packet overhead and delivery ratio compared to AODV, LAR, and DSR protocols.

研究动机与目标

• 为解决移动自组织网络（MANETs）在路由发现过程中存在的高能耗和过量控制包开销问题。
• 通过将路由发现范围限制在更小的地理区域而非全网洪泛，减少移动节点的能量损耗。
• 通过利用中心基站提供的位置信息，引导局部洪泛，提升MANET中的路由效率。
• 与AODV、LAR和DSR等现有协议相比，提升网络在控制包开销和分组交付率方面的性能。

提出的方法

• 以参考基站为中心的圆形网络区域被划分为六个相等的子区域，以实现路由发现的局部化。
• 基站维护一个位置表，存储移动节点的实时位置信息，用于路由决策。
• 在路由发现过程中，控制包仅在目标节点所属的特定子区域内洪泛，而非在整个网络中洪泛。
• 该协议采用基于位置的路由机制，限制路由发现的范围，从而最小化不必要的传输。
• 系统依赖于移动节点定期向基站发送位置更新，以保持位置信息的准确性。
• 使用NS-2进行仿真，评估在不同网络条件下与AODV、LAR和DSR的性能对比。

实验结果

研究问题

• RQ1 将路由发现限制在局部子区域是否能减少MANET中的控制包开销？
• RQ2 使用具备位置跟踪功能的中心基站如何影响移动自组织网络中的能量效率？
• RQ3 与全局洪泛相比，局部洪泛在反应式路由协议中能在多大程度上提升分组交付率？
• RQ4 在能量效率和路由开销方面，EELAR与AODV、LAR和DSR相比表现如何？
• RQ5 在动态移动环境下，基于子区域的路由是否能维持或提升网络性能？

主要发现

• 由于仅在一个子区域内的局部洪泛，EELAR相比AODV、LAR和DSR显著降低了控制包开销。
• 该协议实现了比AODV、LAR和DSR更高的分组交付率，表明其路由可靠性得到提升。
• 由于移动节点发送的控制包更少，能量消耗得以降低，从而延长了电池寿命。
• 利用基站进行位置跟踪，可在无需全网洪泛的情况下实现更高效的路由发现。
• 仿真结果表明，EELAR在控制开销和分组交付率两个指标上均优于现有协议。
• 协议性能的提升归因于位置感知与基于子区域的路由范围相结合。