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    基于中繼節(jié)點(diǎn)的多跳CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣播算法

    2023-03-15 09:56:52樓巧巧趙知?jiǎng)?/span>
    關(guān)鍵詞:中繼時(shí)延信道

    樓巧巧 趙知?jiǎng)?2

    1(杭州電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院 浙江 杭州 310018) 2(中國(guó)電子科技集團(tuán)第36研究所通信系統(tǒng)信息控制技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江 嘉興 314001)

    0 引 言

    廣播[1-3]是移動(dòng)自組織(Ad Hoc)網(wǎng)絡(luò)[4]中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),控制節(jié)點(diǎn)之間的信息交換。與有基礎(chǔ)設(shè)施的廣播相比,移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的廣播更容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴[5]和不可靠廣播,具體表現(xiàn)為信息冗余、信道爭(zhēng)搶和信號(hào)沖突,嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。因此,眾多學(xué)者針對(duì)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣播算法展開了研究。

    在傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中,廣播在單個(gè)或多個(gè)公共信道上進(jìn)行,網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)可共享公共信道。在廣播過程中,相鄰節(jié)點(diǎn)只要調(diào)頻到公共信道就能實(shí)現(xiàn)成功廣播。節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)時(shí)隙就可以使其所有相鄰節(jié)點(diǎn)接收到消息,即一個(gè)時(shí)隙就是確切的單跳廣播時(shí)延。其最簡(jiǎn)單的廣播方式是泛洪,簡(jiǎn)單易行且有高遍及率。但在節(jié)點(diǎn)密集網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)產(chǎn)生大量信息冗余,甚至產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。為了抑制這一現(xiàn)象,陸續(xù)提出了基于概率、區(qū)域、鄰居信息的廣播算法以及混合型廣播算法?;诟怕屎蛥^(qū)域的廣播算法復(fù)雜度低,但是不能保證覆蓋率。在基于鄰居信息的廣播算法中,典型代表有多點(diǎn)中繼廣播算法[6],節(jié)點(diǎn)從鄰居節(jié)點(diǎn)中選取能夠完全覆蓋該節(jié)點(diǎn)兩跳鄰居的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),控制冗余效果明顯且覆蓋率高,但中繼節(jié)點(diǎn)選取復(fù)雜度高。混合型廣播算法有MANET中基于節(jié)點(diǎn)鄰居度的動(dòng)態(tài)廣播抑制算法[7],用鄰居度產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)廣播的概率和時(shí)延,并根據(jù)重復(fù)廣播數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整,有效降低廣播冗余和沖突。

    認(rèn)知無線電(CR)技術(shù)允許次用戶(SU)在時(shí)變的環(huán)境下以機(jī)會(huì)的方式利用主用戶(PU)未使用的頻段,以提高頻譜利用率?;贑R的概念,多個(gè)節(jié)點(diǎn)在多個(gè)可用信道上機(jī)會(huì)性地共享許可頻譜,形成認(rèn)知無線電自組織網(wǎng)絡(luò)(CR Ad Hoc)[8]。在該網(wǎng)絡(luò)中,不同的SU擁有不同的可用信道集,不存在固定用于廣播的單個(gè)或多個(gè)公共信道。CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣播算法研究才剛剛起步。由于信道可用性不均勻且非唯一,相鄰節(jié)點(diǎn)成功接收消息時(shí)間未知,即單跳廣播確切時(shí)延未知。與傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)相比,廣播時(shí)延增大,且轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)過多同樣可能產(chǎn)生廣播風(fēng)暴,因此信號(hào)沖突問題也更為嚴(yán)峻。文獻(xiàn)[9-10]假設(shè)全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜退蠸U的可用信道信息已知,文獻(xiàn)[10]中還采用了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的公共信令信道。這些算法雖然能夠保證廣播的成功率,但是假設(shè)都過于理想化,不適用于實(shí)際場(chǎng)景。文獻(xiàn)[11-13]提出了盲信息條件下基于QoS的廣播協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)在可用信道子集上廣播以減少?gòu)V播時(shí)延,具有較高的廣播成功率,但是沒有考慮廣播沖突問題。文獻(xiàn)[14-15]在基于QoS廣播協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了BRACER廣播協(xié)議,該協(xié)議中含有廣播沖突避免方案。但是該方案在緩解廣播沖突的同時(shí)降低了廣播成功率。文獻(xiàn)[16]提出基于選擇性廣播信道集的低延遲廣播算法(MDSBA),具有較高廣播成功率,但是節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率和廣播沖突概率較高,網(wǎng)絡(luò)開銷較大。對(duì)此,本文提出基于中繼節(jié)點(diǎn)選擇的多跳CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣播算法,希望在保證一定廣播成功率、廣播時(shí)延和廣播沖突率的前提下,降低節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率,減少網(wǎng)絡(luò)中的冗余信息,通過建立綜合評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行定量分析,從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)綜合性能較好的廣播算法。

    1 系統(tǒng)模型與性能指標(biāo)

    假設(shè)CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域?yàn)?0×10 km2,其內(nèi)均勻分布著N個(gè)SU,節(jié)點(diǎn)的傳輸半徑為R,共有M個(gè)信道。本文使用“源節(jié)點(diǎn)”表示第一個(gè)發(fā)送該消息的SU,使用“發(fā)送(中繼)節(jié)點(diǎn)”表示剛收到消息并將轉(zhuǎn)發(fā)該消息的SU,使用“接收節(jié)點(diǎn)”表示尚未收到該消息的SU,使用“目的節(jié)點(diǎn)”表示該消息須要傳達(dá)到的SU。算法設(shè)計(jì)中使用的符號(hào)如表1所示。

    表1 算法設(shè)計(jì)中使用的符號(hào)

    本文中評(píng)估CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣播算法性能的四個(gè)主要指標(biāo)是:廣播成功率、廣播時(shí)延、廣播沖突和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率。

    1.1 廣播成功率

    廣播成功代表源節(jié)點(diǎn)成功發(fā)現(xiàn)目的節(jié)點(diǎn)。然而,每個(gè)SU的傳輸范圍有限,目的節(jié)點(diǎn)不一定在源節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍內(nèi)。因此,需要進(jìn)行多跳廣播。

    以單跳為例,說明廣播成功條件。發(fā)送節(jié)點(diǎn)按一定順序在其可用信道上跳躍并廣播消息,接收節(jié)點(diǎn)也按一定順序在其可用信道上跳躍并監(jiān)聽。如圖1所示,發(fā)送節(jié)點(diǎn)的可用信道廣播序列Tx為{1,3,7,10,13,15,16,17,18,19,20,22,25},接收節(jié)點(diǎn)的可用信道廣播序列Rx為{2,4,5,6,9,11,12,13,14,19,21,23,27}。在信道19上,發(fā)送節(jié)點(diǎn)向接收節(jié)點(diǎn)成功廣播消息,即單跳廣播成功。

    圖1 廣播成功舉例

    當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)第一次接收到廣播消息時(shí),以概率1作為中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)可以保證100%的廣播成功率,但會(huì)造成大量的廣播時(shí)延和廣播沖突。因此,為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源,中繼節(jié)點(diǎn)的選擇尤為關(guān)鍵。

    1.2 廣播時(shí)延

    廣播時(shí)延是源節(jié)點(diǎn)將消息成功發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)所消耗的最短時(shí)間。

    同樣以單跳廣播為例,假設(shè)廣播序列中每個(gè)信道占據(jù)一個(gè)時(shí)隙。如圖1所示,在k=10時(shí)隙,單跳廣播成功,則該單跳時(shí)延t=10。因此,廣播時(shí)延表達(dá)式為:

    T=min(t(v0,vi)+∑t(vi,vj)+t(vj,vs))vi≠vj

    (1)

    式中:vi和vj為v0到vs的廣播路徑上經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)。選取不同路徑上的最短時(shí)間作為廣播時(shí)延。

    1.3 廣播沖突

    本文考慮的廣播沖突發(fā)生條件如圖2所示。在中繼節(jié)點(diǎn)v1發(fā)送廣播消息給接收節(jié)點(diǎn)v3時(shí),若同時(shí)有中繼節(jié)點(diǎn)v2接收到廣播消息也要發(fā)給v3,則當(dāng)v1、v2存在公共可用信道時(shí),可能造成廣播沖突。

    圖2 廣播沖突發(fā)生條件

    如圖3所示,v1的可用信道廣播序列Tx1為{1,3,7,10,13,15,16,17,18,19,20,22,25},v2的可用信道廣播序列Tx2為{3,5,6,7,8,10,11,15,16,19,23,24,26},v3的可用信道廣播序列Rx為{2,4,5,6,9,11,12,13,14,19,21,23,27}。在k=10時(shí)隙,v3在信道19上同時(shí)接收到中繼節(jié)點(diǎn)v1和v2的廣播消息,從而造成廣播沖突。

    圖3 廣播沖突舉例

    1.4 綜合評(píng)價(jià)函數(shù)

    對(duì)廣播成功率、廣播時(shí)延、廣播沖突和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率進(jìn)行綜合考慮,廣播成功率越大越好,廣播時(shí)延、廣播沖突和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率都是越小越好。因此,本文利用非線性加權(quán)綜合法,提出綜合評(píng)價(jià)函數(shù)y如下:

    (2)

    式中:y越大代表廣播算法的綜合性能越好。

    2 基于中繼節(jié)點(diǎn)選擇的廣播算法

    本文提出的基于中繼節(jié)點(diǎn)選擇的多跳CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣播算法由兩部分組成,分別是廣播序列構(gòu)建和中繼節(jié)點(diǎn)選擇與廣播調(diào)度。假設(shè)每個(gè)SU已知其所有相鄰兩跳節(jié)點(diǎn)的信息,并且每次廣播源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)唯一確定。

    2.1 廣播序列構(gòu)建

    圖4 廣播序列構(gòu)建

    由于wr(vj)=max(ws(vi),vi∈N(vj)),則ws(vi)≤wr(vj)。又因?yàn)榻邮展?jié)點(diǎn)的每個(gè)可用信道都重復(fù)wr(vj)次,在這wr(vj)個(gè)連續(xù)時(shí)隙上,發(fā)送節(jié)點(diǎn)的每個(gè)可用信道至少出現(xiàn)一次。

    也就是說,只要發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間存在公共信道,且發(fā)送節(jié)點(diǎn)的廣播序列長(zhǎng)度大于接收節(jié)點(diǎn)的廣播序列長(zhǎng)度,就必然存在一個(gè)時(shí)隙發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)跳轉(zhuǎn)到同一信道上,保證廣播成功。

    2.2 中繼節(jié)點(diǎn)選擇與調(diào)度

    本文中繼節(jié)點(diǎn)的選擇主要依賴可用信道集合大小和節(jié)點(diǎn)的鄰居情況。

    如圖2所示,如果存在具有相同子節(jié)點(diǎn)的多個(gè)中間節(jié)點(diǎn),則選擇具有最小ws且最大轉(zhuǎn)發(fā)概率的中間節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)重新廣播。當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)間存在下一跳公共節(jié)點(diǎn)時(shí),對(duì)相應(yīng)中繼節(jié)點(diǎn)執(zhí)行廣播沖突避免方案,即將可用信道集隨機(jī)左移m位,m∈[1,ws]。

    根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居情況,節(jié)點(diǎn)vi的轉(zhuǎn)發(fā)概率[7]為:

    (3)

    2.3 廣播算法

    在廣播開始之前,每個(gè)節(jié)點(diǎn)利用兩跳位置信息計(jì)算自己和鄰居節(jié)點(diǎn)的ws、wr和Palter。根據(jù)上述信息,節(jié)點(diǎn)確定自己鄰居節(jié)點(diǎn)中的中繼節(jié)點(diǎn)。根據(jù)有無下一跳公共節(jié)點(diǎn)判定中繼節(jié)點(diǎn)是否需要執(zhí)行廣播沖突避免方案,若需要,生成對(duì)應(yīng)隨機(jī)數(shù)。在節(jié)點(diǎn)廣播消息前,將中繼節(jié)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)隨機(jī)數(shù)信息以及目的節(jié)點(diǎn)信息添加到廣播包中。隨后,節(jié)點(diǎn)構(gòu)建廣播序列,并按照廣播序列在各信道上跳躍廣播。未發(fā)送廣播的節(jié)點(diǎn)均視為接收節(jié)點(diǎn)。接收節(jié)點(diǎn)構(gòu)建廣播序列,按照廣播序列在各信道上跳躍監(jiān)聽。第一次接收到該廣播消息的接收節(jié)點(diǎn)通過提取廣播包判斷自己是否為中繼節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)。若是中繼節(jié)點(diǎn),繼續(xù)進(jìn)行下一跳中繼節(jié)點(diǎn)選擇與調(diào)度并將信息添加到廣播包中,隨后立即轉(zhuǎn)發(fā)。若是目的節(jié)點(diǎn),則廣播結(jié)束。因此,本文算法主要步驟如下:

    1) 計(jì)算ws、wr和Palter;

    2) 確定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn);

    3) 選取鄰居節(jié)點(diǎn)中的中繼節(jié)點(diǎn);

    4) 判斷中繼節(jié)點(diǎn)間有無下一跳公共節(jié)點(diǎn),若有,為中繼節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)隨機(jī)數(shù);

    5) 將中繼節(jié)點(diǎn)和隨機(jī)數(shù)信息以及目的節(jié)點(diǎn)信息添加到廣播包中;

    6) 發(fā)送節(jié)點(diǎn)構(gòu)建廣播序列并廣播,接收節(jié)點(diǎn)構(gòu)建廣播序列并監(jiān)聽;

    7) 接收節(jié)點(diǎn)接收到廣播后提取廣播包中的信息;

    8) 判斷是否為目的節(jié)點(diǎn),若是,則廣播成功,否則繼續(xù);

    9) 判斷是否為中繼節(jié)點(diǎn),若是,轉(zhuǎn)3),否則不轉(zhuǎn)發(fā)。

    2.4 廣播沖突概率推導(dǎo)

    本節(jié)分析上述算法的廣播沖突概率。如圖2所示,假設(shè)v1和v2是中繼節(jié)點(diǎn),v3是接收節(jié)點(diǎn)。v1、v2、v3的可用信道集的大小分別記為ws(v1)、ws(v2)、ws(v3)。將v1與v3的公共可用信道數(shù)記為x,v2與v3的公共可用信道數(shù)記為y,v1、v2、v3的公共可用信道數(shù)記為z。則v1與v3有x個(gè)公共可用信道的概率表達(dá)式為:

    (4)

    同理,v2與v3有y個(gè)公共可用信道的概率表達(dá)式為:

    (5)

    v1、v2、v3有z個(gè)公共可用信道的概率表達(dá)式為:

    (6)

    因此,接收節(jié)點(diǎn)v3在時(shí)隙k第一次出現(xiàn)公共信道的概率為:

    (7)

    在接收節(jié)點(diǎn)v3的每個(gè)時(shí)隙上發(fā)生廣播沖突的概率為:

    (8)

    式中:K=ws(v3)·wr(v3);X=min(ws(v1),ws(v3));Y=min(ws(v2),ws(v3));Z=min(x,y)。

    加入隨機(jī)左移,引入平均移位因子α,在接收節(jié)點(diǎn)v3的每個(gè)時(shí)隙上發(fā)生廣播沖突的概率為:

    (9)

    由式(9)可知,在接收節(jié)點(diǎn)v3處發(fā)生廣播沖突概率主要受α和可用信道集大小ws(v1)、ws(v2)、ws(v3)和wr(v3)的影響,并且可用信道越多,發(fā)生廣播沖突的概率越低。為了證明上述推導(dǎo)和分析的正確性,以w(此時(shí)假設(shè)ws(v1)=ws(v2)=ws(v3)=wr(v3)=w)為自變量,對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生廣播沖突概率進(jìn)行仿真并與理論推導(dǎo)結(jié)果相對(duì)比,結(jié)果如圖5所示。

    圖5 不同w下的仿真和理論廣播沖突概率比較

    由圖5可知,單個(gè)節(jié)點(diǎn)的廣播沖突概率的仿真值和理論值曲線基本重合,并且廣播沖突率隨w的增大而降低,可以證明上述推導(dǎo)和分析的正確性。

    因此,由單個(gè)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到整個(gè)網(wǎng)絡(luò),發(fā)生廣播沖突的平均概率為:

    (10)

    式中:N為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目。

    3 算法仿真與性能分析

    本節(jié)分析比較本文廣播算法、分布式廣播協(xié)議BRACER[15]和MDSBA[16]的性能。假設(shè)所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)具有相同的廣播傳輸半徑,R=4.5 km,廣播過程中節(jié)點(diǎn)被視為靜止,節(jié)點(diǎn)建立并維護(hù)二跳鄰居節(jié)點(diǎn)的信息表。對(duì)給定的節(jié)點(diǎn)數(shù)N和信道數(shù)M,利用MATLAB生成50個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),隨后對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行1 000次仿真,得到廣播成功率、廣播時(shí)延、廣播沖突和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率。

    3.1 節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)算法性能影響

    令M=35,N=5、10、15、20、25時(shí),三種廣播算法的廣播成功率、廣播時(shí)延、廣播沖突率、節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率和綜合評(píng)價(jià)函數(shù)與節(jié)點(diǎn)數(shù)N的關(guān)系曲線分別如圖6至圖10所示。

    圖7 不同節(jié)點(diǎn)數(shù)下的廣播時(shí)延比較

    圖8 不同節(jié)點(diǎn)數(shù)下的廣播沖突概率比較

    圖9 不同節(jié)點(diǎn)數(shù)下的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率比較

    圖10 不同節(jié)點(diǎn)數(shù)下的綜合評(píng)價(jià)函數(shù)比較

    由圖6可知,隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增大,分布式廣播協(xié)議的成功率快速下降,而本文廣播算法的成功率基本不變,明顯優(yōu)于前者,但略低于MDSBA。

    由圖7可知,隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增大,本文廣播算法和MDSBA的時(shí)延略有降低,但分布式廣播協(xié)議的時(shí)延略有增大;且本文廣播算法時(shí)延低于分布式廣播協(xié)議,但略高于MDSBA。這是由于廣播時(shí)延的大小取決于中繼節(jié)點(diǎn)選擇與調(diào)度算法,獲取的廣播路徑越短,單跳時(shí)延越小,廣播成功率越高,廣播消息從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)的平均耗時(shí)越小。

    由圖8可知,隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增大,三種算法的沖突概率增大;本文廣播算法的沖突概率比MDSBA的低,但比分布式廣播協(xié)議的高。根據(jù)式(10)計(jì)算得到的本文算法的理論廣播沖突概率如曲線“*”所示,與仿真結(jié)果基本一致。

    由圖9可知,本文廣播算法的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率最低,MDSBA的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率最高;隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增大,三種算法的轉(zhuǎn)發(fā)率先增大,后下降,本文算法增大最慢下降最快,MDSBA增大最快下降最慢。MDSBA以較大的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率為代價(jià),取得較好的廣播成功率和廣播時(shí)延,但網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)過多會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)開銷,并可能導(dǎo)致廣播風(fēng)暴,大大影響網(wǎng)絡(luò)和廣播性能。

    由圖10可知,在信道數(shù)M一定,節(jié)點(diǎn)數(shù)N改變的情況下,本文廣播算法的綜合性能更好,并且更適用于節(jié)點(diǎn)密度較高的網(wǎng)絡(luò)。

    3.2 信道數(shù)對(duì)算法性能影響

    令N=20,M=20、25、30、35、40時(shí),三種廣播算法的廣播成功率、廣播時(shí)延、廣播沖突、節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率和綜合評(píng)價(jià)函數(shù)與M的關(guān)系曲線分別如圖11至圖15所示。

    圖11 不同信道數(shù)下的廣播成功率比較

    圖12 不同信道數(shù)下的廣播時(shí)延比較

    圖13 不同信道數(shù)下的廣播沖突概率比較

    圖14 不同信道數(shù)下的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率比較

    圖15 不同信道數(shù)下的綜合評(píng)價(jià)函數(shù)比較

    由圖11和圖12可知,當(dāng)信道數(shù)目改變時(shí),本文廣播算法的廣播成功率和廣播時(shí)延性能都優(yōu)于分布式廣播協(xié)議,但略差于MDSBA。隨著信道數(shù)的增加,廣播成功率提高,廣播時(shí)延變大。廣播時(shí)延變大是因?yàn)樾诺罃?shù)增加導(dǎo)致廣播序列長(zhǎng)度增加。

    由圖13可知,三種廣播算法的廣播沖突概率都隨信道數(shù)目的增加而略有降低。本文廣播算法的沖突概率低于MDSBA1.52%,高于分布式廣播協(xié)議1.37%。根據(jù)式(10)計(jì)算得到的本文算法的理論廣播沖突概率也與本文算法的仿真結(jié)果基本一致。

    由圖14可知,本文廣播算法的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率始終低于分布式廣播協(xié)議和MDSBA,且信道數(shù)目的增加對(duì)本文算法的影響不大,而分布式廣播協(xié)議和MDSBA的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率隨信道數(shù)目增加而略有增大。同樣,MDSBA以較大的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率為代價(jià),取得較好的廣播成功率和廣播時(shí)延,但網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)過多會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)開銷,并可能導(dǎo)致廣播風(fēng)暴,大大影響網(wǎng)絡(luò)和廣播性能。

    由圖15可知,在節(jié)點(diǎn)數(shù)N一定,信道數(shù)M改變的情況下,也是本文廣播算法的綜合性能最好,并且信道數(shù)的變化對(duì)于綜合性能影響不大。

    4 結(jié) 語(yǔ)

    本文利用中繼節(jié)點(diǎn)選擇,實(shí)現(xiàn)了多跳CR Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的廣播,本文廣播算法與避免沖突的分布式廣播協(xié)議相比,提高了廣播成功率,降低了廣播時(shí)延和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率;與低延遲廣播算法相比,降低了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)率和緩解了廣播沖突。但是,由綜合評(píng)價(jià)函數(shù)可知,本文廣播算法的綜合性能更好。

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