[发明专利]一种适用于障碍物环境下移动自组网的马尔可夫移动模型

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及到利用马尔可夫过程对节点移动进行 建模的方法。给出了两种不同的构建移动模型的方法，能够根据不同的障碍物 环境，调节节点的运动方式。

背景技术

移动模型试图模拟网络的实际情况，移动节点的速度和方向要能真实的反 映节点的运动情况。为此，研究人员提出了许多不同类型的移动自组网(Ad hoc 网络)移动模型。每种移动模型都有各自的特点和应用范围。路由协议的性能受 到移动模型的影响，因此，应该根据网络的实际情况选取已有的或者设计新的、 更符合实际环境的移动模型，这样有利于对Ad hoc网络协议的准确地研究和评 价。

现阶段移动模型的研究主要存在以下两方面的问题：(1)移动模型适用环境 的局限性。现有的移动模型适用环境有局限性，例如：入备用节点的移动模型 适用于障碍物环境(障碍物移动自组网中基于连通控制集的混合路由算法，D. Wu，Y.Qu，and N.Tong，“Connected Dominating Set Based Hybrid Routing Algorithm in Ad hoc Networks with Obstacles，”in Proc.IEEE International Conference on Communications，Istanbul，2006，pp.4008-4013.)，曼哈顿移动模型 主要适用于移动终端在棋盘式街道上的移动情形(移动模型对移动自组网路由协 议性能影响的系统分析框架，F.Bai，N.Sadagopan，and A.Helmy，“IMPORTANT： A Framework to Systematically Analyze the Impact of Mobility on Performance of Routing Protocols of Ad Hoc Networks，”in Proc.IEEE INFOCOM，Sun Francisco， USA，2003，pp.825-835.)，参考点组移动模型，每个组需要有一个参考点，群组 移动的路径由参加点决定(移动自组网的组移动模型，X.Y.Hong，M.Gerla，G.Y. Pei，and CH.CH.Chiang，“A Group Mobility Model for Ad Hoc Wireless Networks，”in Proc.ACM International Workshop on Modeling，Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems，Washington，USA，1999，pp.53-60.)。(2) 节点运动方式的问题。大多数移动模型中节点的运动方式是随机的，节点随机 选取运动参数，不能规定节点的运动轨迹(随机方向模型的性能，P.Nain，D. Towslev，B.Y.Liu，and Z.Liu，“Properties of Random Direction Models，”in Proc. INFOCOM，Miami，Florida，USA，2005，pp.1897-1907.)。对于节点运动进行限制 的移动模型，例如：曼哈顿移动模型，该移动模式具有较高的时空独立性，但 仍然是一种受到移动线路局限的节点移动方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种模拟真实环境下Ad hoc网络中节点运 动的方法，利用状态转移矩阵确定节点的运动情况。

本发明的技术方案如下：

通过障碍物的表示、节点状态标识、运动模式设定和状态转移矩阵的设定 给出了障碍物环境下的马尔可夫(Markov)移动模型。给出了两种设定状态转移矩 阵的方法：带方向约束的方法，无方向约束的方法。分别针对障碍物环境和不存 在障碍物的环境，分析了状态转移矩阵对节点运动的影响，选取不同的状态转 移矩阵，可以满足在一个网络环境中存在多种运动形式节点的需求。同时可以 根据具体网络环境，调节节点的运动情况。

该方法包括四个主要部分：障碍物的表示、节点状态标识、运动模式设定、 设计状态转移矩阵。本发明的具体步骤如下：

(1)障碍物的表示

障碍物的阻碍性表示障碍物对节点运动的影响，其中规定阻碍性∈{0，1}。

利用障碍物的透明度来表示障碍物对网络通信的影响，其中规定透明度∈[0，1]。