三維自組織網(wǎng)絡(luò)拓撲控制算法研究.pdf

1、隨著自組織網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也遍及到空間、水下和地下，例如:空間信息網(wǎng)，水下聲學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)部署在三維空間呈立體分布，維度的增加給三維自組織網(wǎng)絡(luò)的的研究帶來了巨大的挑戰(zhàn)，逐漸成為研究熱點。尤其是在網(wǎng)絡(luò)拓撲控制方面，設(shè)計一個合適的拓撲控制算法，權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)對于連通性、低功耗、吞吐量和容錯性等性能的要求，對保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠運行具有重要意義。
　　針對三維自組織網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點呈立體分布、節(jié)點的可移動性以及存

2、在大量冗余節(jié)點和鏈路的特點，提出一種基于削頂八面體的拓撲控制算法。算法包括網(wǎng)絡(luò)初始化階段的拓撲控制和網(wǎng)絡(luò)運行中的拓撲維護兩個部分。在初始化階段，根據(jù)空間鑲嵌理論，選取同樣大小的削頂八面體對三維空間進行劃分，并且為每個單元格分配ID號。在此基礎(chǔ)上，三維自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點計算自己所屬削項八面體單元格的ID號，獲取格中的活躍節(jié)點和冗余節(jié)點信息;接下來，調(diào)整冗余節(jié)點的功率或位置，保持冗余節(jié)點與本單元格中活躍節(jié)點的連通性，構(gòu)建k-連通的子圖。網(wǎng)絡(luò)

3、運行中，采用事件觸發(fā)的方式和周期輪詢的方式進行拓撲維護。事件觸發(fā)方式的拓撲維護是指在網(wǎng)絡(luò)運行中檢測到故障發(fā)生或者不滿足k-連通條件時而觸發(fā)的拓撲維護。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓撲滿足k-連通條件時，采用周期輪詢的方式評估網(wǎng)絡(luò)的性能，在分析評估結(jié)果的基礎(chǔ)上，進一步進行拓撲維護。
　　采用QualNet網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，對所提出的拓撲控制算法進行仿真測試，對比了拓撲控制前后網(wǎng)絡(luò)的有效性、可擴展性和抗毀性。結(jié)果表明，算法在保持網(wǎng)絡(luò)連通的條件下，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)拓撲