Ad Hoc网络是不依赖于固定基础设施,自组织、无中心的多跳无线网络。它具有分布式控制、动态拓扑、有限带宽、能量受限等特点。Ad Hoc网络生存性与抗毁性极强,组网快捷而便利,因此它在军事、抢险救灾、探测及个人通信等领域中有很高的应用价值。Ad Hoc网络的能量问题已成为制约其发展的瓶颈,如何降低节点的平均能耗,延长网络的生存时间是当前研究的重点,其中基于节能机制的路由协议更是研究的热点之一。目前所提出的节能路由协议大部分都片面地追求总传输能耗最小化或延长关键节点生存时间两种极端情况,未能取得十分理想的节能效果。本文对Ad Hoc网络的能量问题进行了研究,首先概述了Ad Hoc网络的基本概念、特点和研究现状,然后全面介绍和分析了当前应用于Ad Hoc网络各个层次的节能机制,并且在传统Ad Hoc网络路由协议的基础上着重研究了基于节能机制的路由协议。本文采用NS2仿真软件分别对Ad Hoc网络的传统路由协议AODV、DSR、DSDV和典型的节能路由协议MPR、MBCR、MMBCR的基本网络性能和能量消耗状况进行了实验分析,并总结出各协议的优缺点。通过对Ad Hoc网络MAC层和网络层节能机制的充分研究以及基于可靠链路的精确能耗模型的建模分析,在DSR协议基础上提出了基于跨层设计负载均衡的节能路由协议CDLB-DSR(Cross-layer Design-based Load Balanced Dynamic Source Routing)。该协议以MAC层获取的节点负载信息、最小总传输能耗以及路径最低剩余能量为路由度量,通过路由请求报文的延时转发机制,低能量警告机制和负载自适应调节机制充分保护了低能量节点,平衡了网络的能量消耗。此外,CDLB-DSR路由协议还结合了动态调节发射功率,网卡动态关闭两种机制,节省了不必要的能量开销。最后通过NS2仿真实验表明CDLB-DSR路由协议能够在保证网络正常运行的前提下有效地降低节点平均能耗,延长网络的生存时间。