自适应波束天线自组网拓扑控制算法

定向天线能显著提高无线系统的性能和容量,但采用定向天线的自组网拓扑构建问题比全向天线网络复杂。拓扑控制是一种保证网络连通和性能优化的有效手段。基于自适应波束定向天线模型提出一种拓扑控制算法,确定天线的主波束朝向,调整节点的发射功率构建拓扑。算法在保证网络连通的基础上,利用主波束的高增益,降低了节点的发射功率,从而降低节点能耗;同时利用定向天线方向性强的特点,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量。仿真结果表明,算法显著提高了网络性能。     

基于自适应波束天线的局部优化拓扑控制算法

拓扑控制有助于提高ad hoc网络的性能,采用定向天线的自组网拓扑控制比全向天线网络更为复杂。基于自适应波束定向天线模型提出一种局部区域优化的拓扑控制算法。该算法利用分簇的思想将网络划分为可重叠的多个区域,区域内节点采用最小生成树（MST）的思想确定邻居关系,通过调整节点发射功率,改变天线波束的朝向、宽度和增益来构建拓扑。算法减小了节点的平均度数,降低了节点的发射功率,从而降低节点能耗,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量,仿真结果表明,算法显著提高了网络性能。     

一种基于随机波束天线的自组网拓扑控制协议

定向天线能显著提高无线系统的性能和容量,但采用定向天线的自组网拓扑构建问题比全向天线网络复杂.拓扑控制是一种保证网络连通和节能的有效手段.文中通过对随机波束自组网连通问题定性和定量的分析研究,运用样方统计法推导保证拓扑图高概率连通的临界邻居数;在此基础上,提出了一种基于邻居数的分布式拓扑控制协议,节点独立确定天线波束的...     

一种最大化Ad Hoc网络生存期的拓扑控制算法

如何延长无线自组网生存期是拓扑控制技术研究的重点.根据无线自组网通信的特点,基于目前使用最广泛的网络生存期定义和能耗模型,综合考虑节点的发送和接收功耗,通过分析网络生存期与节点通信距离、电路损耗及节点负载量的关系,得出拓扑控制与网络生存期的关系.在此基础上提出延长网络生存期的分布式拓扑控制算法MLTC.网络中每个节点收集其邻居节点信息,分布式构建具有最长路径生存期特性的局部生成子图,并选取覆盖所有最优相邻节点的最小发射功率为此节点的发射功率.算法在保证网络连通性与无向性的同时,使得节点能用最小功率构建保存了原图最长生存期路径的子图.理论分析和仿真实验结果表明,MLTC算法在不同的发送和接收功耗比下均能有效延长网络的生存期.     

一种适用于无线传感器网络的功率控制MAC协议

功率控制技术通过减少节点的发射功率来降低能耗,但节点间不对称的发射功率会增加网络的冲突概率并降低吞吐量.根据实际环境中的节点部署情况,引入了基于Pareto分布的系统模型.研究了传感器网络中功率控制技术在节省能量方面的性能,提出了一种基于SMAC(sensor-MAC)可适用于无线传感器网络的功率控制MAC(media access control)协议.此协议使用功率控制调度算法选择最优相邻节点,使网络中节点的拓扑连接得到优化,在保证网络连通性的同时,降低通信的冲突率,扩大网络的吞吐量.信息的传递以最优功率发射,并使通信节点具有反作用冲突节点的能力,从而在降低网络能耗的同时保证了节点间通信的公平性.实验仿真结果显示,与现有的几种重要方案相比,新的功率控制MAC协议使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间.     

Ad Hoc网络中基于方向性天线的分布式拓扑控制算法

提出了一种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法,可以同时通过调整网络中各节点的发射功率和改变节点天线的方向来对网络的拓扑进行控制,每个节点逐渐增大它的发射功率直到该节点在其方向性天线的每个扇区内找到足够数量的邻节点为止.在这种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法的基础上又使用了两种不同的拓扑平面化优化算法,进一步删除了拓扑图中多余的交织边,使得网络最终的结构为一幅平坦图.由于每个节点使用了较低的发射功率以及算法形成的网络拓扑图中的平均节点度数较小,从而提高了整个网络的使用寿命,减少了节点间的干扰.仿真结果充分说明了算法的有效性.     

一种采用定向天线的无线传感器网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络实际应用中存在节点分布不均匀的情况,提出一种采用定向天线的无线传感器网络拓扑控制算法DATCA,算法充分利用了定向天线较高的能量效率及较强的干扰抑制等特性。本文利用有边界的帕累托分布构建节点分布模型,OPNET仿真结果表明:DATCA算法在保证网络连通性的同时,相比传统拓扑控制算法显著提高了网络的性能。     

Ad hoc网络中能量有效的QoS拓扑控制算法研究

无线Ad hoc网络中节点电池的能量有限,为了延长节点的牛存时间,必须有效提高电池的利用率.拓扑控制足提高Ad hoc网络能量利用率的一种重要的机制.概述了面向节能的两种基本拓扑控制机制,提出了一种能量有效的Qos拓扑控制算法EEQTC算法.算法在给定平面巾的节点集合以及任意节点对问的QoS需求下,通过计算每个节点的发送功率p,使节点以发送功率p米构建网络拓扑结构,这种拓扑结构小仅能够满足任意节点对间的QoS需求,而且最小化了节点的发射功率,提高了网络的能量使用效率.仿真研究表明,算法生成的网络拓扑结构在满足QoS需求的条件下,有效的减少了节点的能量消耗,提高了网络的能量有效性.     

WSN中基于博弈论的节点功率控制算法

针对如何降低无线传感器网络中节点传输的能量消耗,延长网络生存周期,本文将博弈论引入WSN功率控制中,综合考虑节点的剩余能量、发射功率等因素构建效用函数,将剩余能量较大的节点作为下一跳节点,连接其他节点并承载较多的传输任务.节点在通信过程中以功率博弈算法作为策略方案,不断调整各自的策略,提高信息传输的准确率,并证明该算法纳什均衡的存在.仿真结果表明,与传统分布式功率控制算法相比,该算法通过控制节点传输功率实现了降低能耗的目的,能更快迭代出最优发射功率,并得到较大的信干比.     

Ad hoc网络中应用多波束转换天线的拓扑逻辑控制算法

运用样方统计法推导出保证拓扑图高概率连通的临界邻居数,在此基础上,提出了一种Ad hoc网络中基于邻居数的分布式拓扑控制算法,通过调整网络中各节点的发射功率和选择节点多波束转换天线的朝向来对网络中各节点的邻居数进行控制,使得每个节点在其天线的各个扇区中找到的邻居节点个数等于（或略小于）预先设定的邻居节点个数K。由于该算法中每个节点使用了较低的发射功率,减小了节点间的干扰,提高了整体网络的使用寿命。仿真结果表明：新算法在维护网络高概率连通的同时,保证了节点最小能量特性。     

采用方向性天线的Ad Hoc网络邻居发现策略研究

为了有效支持MAC和路由协议,对采用方向性天线的邻居发现策略进行了研究,提出了基于Hello消息的邻居发现策略(HDND),尽量通过全向天线广播两跳Heno消息发现方向性邻居,只有当节点成为孤立节点或网络可能存在网络分区时,才利用方向性天线进行扫描发现,该策略既降低了方向性天线通过扫描进行邻居发现的高代价,又解决了网络中出现的孤立节点和网络分区问题.理论分析了方向性天线的高传输能力带给分组转发性能的提高,并利用仿真验证了分析结果.     

Ad Hoc 网络中改善拓扑控制性能的移动控制算法

在无线Ad Hoc网络中,拓扑控制算法能够使节点的传输功率小于最大传输功率,从而可以节省网络能量,提高网络容量.由于节点分布的随机性,在节点较为稀疏的区域,拓扑控制算法存在着局限性,因而提出了移动控制算法来改善拓扑控制算法的性能.在保证网络连通性的前提下,算法首先根据收集到的信息,通过构造网络最小生成树确定较长的通信链路,并移动网络中的部分节点使这些链路缩短,从而显著减小网络中较大的通信半径,提高了拓扑控制的性能.仿真实现了PMST-P,PMST-UV和LMST-LUV这3种移动控制算法,并对它们的性能进行了讨论和相互比较.     

移动Ad hoc网络中基于拓扑控制的节能算法

如何降低节点能耗,延长节点生存时间是移动Ad hoc网络的一个研究热点,对此提出了一种基于拓扑控制的节能算法ECA/TC（Energy Conservation Algorithm with Topology Control）。该算法在RNG图的基础上,采用邻节点消除机制,有效降低了节点的传输功率及广播消息在网络中的转发次数。仿真结果显示该算法具有较好性能,能够提高网络能效。     

基于自适应定向天线的移动Ad Hoc网络MAC层数据传输机制

针对移动Ad Hoc网络中定向天线引入所带来的隐藏节点、聋节点等问题,提出一种新的MAC协议——AMAC.AMAC在使用定向天线的基础上,能够使得物理层根据环境自适应调整天线参数,克服传统定向天线存在的缺陷,大幅提高网络的吞吐量及空分复用率.与同类协议相比,数据冲突、延迟、丢失等情况将被缩小到可容忍范围.     

多射频多信道自适应波束天线自组网最小化能量组播启发式算法

为解决能量约束的无线自组网最小化能量组播问题,建立了多射频多信道自适应波束天线方式(MR-MCAAs)实现的多波束天线通信模型,进而给出MR-MCAAs多波束天线自组网最小化能量组播问题的形式化定义,然后提出解决该NP-难问题的一个启发式算法。该算法提出两种可能的波束重新分配策略以优化每个节点的波束分配和波束发射方案,并构建基于MR-MCAAs多波束天线的最小化能量组播树。该算法的时间复杂度是O(n3logn),其中n表示网络中的节点数。仿真结果表明：与单波束定向天线相比,2-波束天线最小化组播总能耗减少了59%～72%。     

基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议

针对Ad Hoc网络拓扑结构多变、网络生存时间受限及数据包分组传输效率低下等问题,本文借鉴萤火虫群优化算法的思想,提出了一种基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议。路由协议用萤火虫优化算法的荧光素强度的更新规则与无线自组网络中的节点移动速度、拥塞程度、节点剩余能量及节点间的距离等因素相互映射,改进萤火虫群优化算法中的搜索萤火虫、驻留萤火虫及回溯萤火虫用于完成Ad Hoc网络中路由协议的路由发现、路由选择及路由维护等过程,整个协议无须传送大量的控制分组,即可实现Ad Hoc网络的稳定。仿真实验结果表明,与AODV及基于蚁群优化的路由算法AntRouting协议相比,本文所提出的路由协议在端到端延时、分组数据传输率及网络生存时间上均有良好的性能。     

一种面向软件定义移动自组网的拓扑发现方法

移动自组网在传统的分布式组网方式下难以满足复杂的业务需求对网络QoS及安全性的高要求,基于SDN的移动自组网架构(SD-MANET)的提出为解决该问题提供了有效的解决思路。在SD-MANET中,拓扑发现是控制器进行流量调度与安全性控制的前提。本文提出一种面向SD-MANET的拓扑发现方法,其主要思想是：利用连通支配集算法生成骨干网络,由骨干节点将局部拓扑信息通过上行通路上报给SDN控制器,控制器根据收集到的邻接信息计算出全网拓扑。本文方法通过限制向控制器上报局部拓扑信息的节点数量来降低拓扑信息收集过程中产生的额外开销。仿真结果表明,该方法能够准确地生成并维护网络拓扑,且具有较小的控制开销。