基于学习自动机理论的MANET稳定节能路由算法

0 下载量 126 浏览量 更新于2024-07-15 收藏 4.12MB PDF 举报
"A Stable and Energy-Efficient Routing Algorithm Based on Learning Automata Theory for MANET" 在移动自组织网络(MANET)中,由于其节点的移动性和分布随时间变化的特性,设计稳定且高效的路由协议始终是研究的热点。当前的路由算法在处理这种动态环境时,往往无法有效地保持路由的稳定性。此外,MANET中的每个节点都具有有限的初始能量,因此,能源的节约和平衡是设计路由算法时必须考虑的关键因素。 针对上述挑战,本文提出了一种基于学习自动机(LA)理论的稳定且节能的MANET路由算法。首先,文章构建了一个新的节点稳定性度量模型,定义了一个有效能量比函数,该函数能够评估节点在传输数据时的稳定性与能量效率。这个度量模型有助于识别那些既能够保持路由稳定性又具有高能效的节点。 学习自动机理论在此算法中起着核心作用。LA是一种计算模型,它通过与环境的交互学习最佳策略,这在MANET中意味着节点可以学习和适应不断变化的网络条件,以优化路由选择。通过引入反馈机制,节点能够根据前一次传输的成功与否调整其路由决策,从而提高路由的稳定性和持久性。 算法的具体实现包括以下几个步骤: 1. 初始化阶段:所有节点利用LA初始化自己的路由策略。 2. 交互阶段:节点间进行数据传输,并根据LA理论更新其路由决策。 3. 反馈阶段:节点接收关于传输成功或失败的反馈,据此调整其路由表。 4. 能量管理:结合有效能量比函数,节点会优先选择能效高的路径,同时考虑整体网络的能量平衡。 5. 稳定性评估:新提出的稳定性测量模型用于评估路由的稳定性,避免频繁的路由更新导致的网络拥塞和能耗增加。 通过仿真和分析,该算法在保持路由稳定性的同时,显著提高了能量效率,降低了网络的能量消耗,并且在各种网络环境下表现出了良好的性能。这一工作对MANET的路由协议设计提供了新的思路,对于提升网络的生存能力和服务质量具有重要的实际意义。