無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂?pdf

1、社會(huì)的進(jìn)步不斷促使人們對(duì)通信提出新的要求，這些要求在被一一滿足的過(guò)程中，通信科技自身的積累也促使其得以加速發(fā)展。近年來(lái)，任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人進(jìn)行任何種類(lèi)的信息交換成為人們對(duì)通信提出的一個(gè)嶄新要求，這一要求預(yù)示著通信科技“泛網(wǎng)時(shí)代”的即將來(lái)臨。無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)正是在這樣一種環(huán)境中被從單純的軍事研究領(lǐng)域引入到大眾應(yīng)用領(lǐng)域。 無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)需任何基礎(chǔ)設(shè)施的自組織、對(duì)等式多跳通信網(wǎng)絡(luò)，在大多數(shù)情況下，它支持移動(dòng)通

2、信。這種網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)易、快速部署以及抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)使得它不僅能有效延伸傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，也能獨(dú)立滿足不同場(chǎng)合的特殊需要，如軍事、工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、家庭及辦公等各種場(chǎng)合與行業(yè)。 本文研究無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂啤Ｔ跊](méi)有采用拓?fù)淇刂频木W(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)使用最大的傳輸功率進(jìn)行通信，因此網(wǎng)絡(luò)具有較大的能耗與通信干擾。由于無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)使用電池提供能量，并且其傳輸通常采用共享信道的方式，因此能耗與通信干擾成為ad hoc網(wǎng)絡(luò)拓

3、撲控制的兩大研究主題。拓?fù)淇刂频哪繕?biāo)是通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)的傳輸功率使生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錆M足一定的性質(zhì)，以降低節(jié)點(diǎn)的能量開(kāi)銷(xiāo)，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，減小網(wǎng)絡(luò)干擾，提高吞吐率。針對(duì)這一目標(biāo)，本文在回顧已有拓?fù)淇刂扑惴ǖ幕A(chǔ)上，提出對(duì)拓?fù)淇刂扑惴ǖ脑O(shè)計(jì)。 本文的主要貢獻(xiàn)包括： 1.提出較過(guò)去已有模型更符合實(shí)際的無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)能量模型，并在此基礎(chǔ)上提出對(duì)現(xiàn)有拓?fù)淇刂扑惴ㄖ谢谧罱従拥耐負(fù)淇刂扑惴ǖ母倪M(jìn)。仿真實(shí)驗(yàn)證明這樣的改進(jìn)能使計(jì)算所

4、得的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有更小的能耗(參見(jiàn)第二、三章)。 2.從降低端到端通信能耗的角度，提出基于本地最短路徑的拓?fù)淇刂扑惴↙SP及其改進(jìn)算法LSPk與RLSP，從而構(gòu)建低能耗的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。理論與仿真實(shí)驗(yàn)均證明，LSP與LSPk能在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中保持全局最短路徑，并具有較低的能量開(kāi)銷(xiāo)；而RLSP在能耗方面更優(yōu)于LSP及LSPk(參見(jiàn)第四、五、六章)。 3.針對(duì)低能耗拓?fù)渑c低信號(hào)干擾拓?fù)洳⒉坏韧膯?wèn)題，提出在拓?fù)淇刂浦型瑫r(shí)關(guān)注能耗與干

5、擾的算法IALMST和IBEC。理論與仿真實(shí)驗(yàn)證明，這兩個(gè)算法能在網(wǎng)絡(luò)能耗與干擾方面取得較好的平衡(參見(jiàn)第七章)。 4.為準(zhǔn)確及時(shí)的獲取鄰居信息以提高拓?fù)淇刂频臏?zhǔn)確性并進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)能耗，本文提出了適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)不同運(yùn)行狀態(tài)的鄰居發(fā)現(xiàn)方法ASND。仿真實(shí)驗(yàn)證明，利用較少的能耗，ASND即能獲取較傳統(tǒng)的FPSND方法更準(zhǔn)確的鄰居信息，并具有更快的link斷裂檢測(cè)速度；同時(shí)，ASND能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的不同自動(dòng)調(diào)節(jié)Hello消息的發(fā)送速度，