移动Ad Hoe网络是一种具有特殊结构的无线通信系统,它的通信不依赖于任何固定基础设施,而是依靠节点之间的相互协作以多跳方式完成,具有组网方便快捷、可靠性高、灵活性强等优点,成为了当前热点研究问题之一。由于移动终端设备依赖于电池供电,而电池容量很难在短期内有大幅度的提高,因此能量问题是移动Ad Hoc网络需要着重研究的问题。在此背景下,本论文对移动Ad Hoc网络中的MAC层的信道接入技术、功率控制机制、网络层的节能路由机制和具有能量效率的广播算法进行了研究,提出一些能量效率的算法,主要研究贡献归结如下：论文首先对Ad Hoc网络的MAC层技术进行研究,分析了IEEE802.11DCF协议的载波监听机制的时间和空间需求预留的不足,结合Ad Hoc网络MAC层功率控制技术,提出了一种应用于移动Ad Hoc网络中的联合空时需求预留和功率控制MAC协议STR_PC (Spatial and Time Reservation with Power Control MAC protocol)。STR_PC协议通过对信道时间和空间资源预留进行更为精确的估计实现了对可用的信道资源优化,提高了信道的空间利用率,降低了碰撞冲突的概率。因为物理层头部采用最低的速率进行传输,把时空估计信息嵌在物理层帧头部,可以把信息传播到更多更远的邻节点,减少了碰撞的概率。同时结合功率控制技术对数据包传输功率进行控制,减低了节点的能量消耗。由仿真结果可以看出,STR_PC协议提高了系统的吞吐量性能,移动节点功率消耗明显降低,提高了节点的能量利用效率。其次,论文对Ad Hoc网络能量效率和负载均衡的路由进行了深入分析,针对AODV路由协议在路由选取时没有考虑节点的能量信息和节点的负载状态信息的缺点,提出了Ad Hoe网络中基于AODV能量有效、负载均衡的按需路由算法EE_LB(Energy Efficient and Load Balanced ad hoc network routing protocol)。EE LB协议根据节点的剩余能量和节点当时的负荷情况,决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多和负载较轻的节点能够更快地接入路由,使网络中的能量消耗更公平,负载更均衡,使数据流不会过于集中在某些路段上。仿真结果表明EE LB协议和原协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的性能。然后,本文对Ad Hoc网络节点能量均衡问题进行了研究,对多径路由协议机制进行了分析,提出了基于AOMDV多径按需路由协议的最大最小剩余能量的MMRE_AOMDV (Maximal Minimal Residual Energy)协议。MMRE_AOMDV可以平衡单个节点的能量消耗,使数据流优先选择能量充足的路径,减少由于个别节点能量耗尽,而使整个网络被分割,从而造成网络性能下降的情况发生,仿真结果表明MMRE_AOMDV协议和AOMDV协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的传输性能。最后,针对泛洪式广播存在广播风暴,对于节能路由协议缺乏指导作用的缺点,为了达到减小广播开销的目的,提出了一种能量效率的广播算法EE_BA(Energy Efficient Broadcasting Algorithm)。EE_BA算法在每个节点收到广播数据包时,不是随机延时一段时间就进行转发,而是根据新增加的覆盖面积和节点的能量状态,使“条件好”的节点更快地转发,“条件差”的节点延时更长的时间转发数据包。节点在计算转发时延时,不需要邻居节点的信息,也就不需要周期性地广播HELLO信息包,减少了控制开销,降低了节点的能耗,通过在广播包中,捎带位置和能量信息,计算节点转发数据的延迟。最后在NS2网络仿真器加入EE_BA协议算法,并对EE_BA算法的性能进行了仿真分析。仿真结果表明EE_BA算法性能良好。