電力載波傳感器網(wǎng)絡拓撲動態(tài)發(fā)現(xiàn)算法及應用.pdf

1、電力載波傳感器網(wǎng)絡采用低壓電力線作為物理傳輸信道，通信信道的時變性、噪聲干擾強及信號衰減大等固有特點易造成網(wǎng)絡鏈路不穩(wěn)定、拓撲結構復雜。網(wǎng)絡運行時，某些節(jié)點容易失效或從數(shù)據(jù)鏈路上脫離，不能連接到網(wǎng)絡中，從而導致網(wǎng)絡的連通性遭到破壞，嚴重降低了網(wǎng)絡的通信可靠性。因此，需要設計適用于電力載波傳感器網(wǎng)絡的拓撲動態(tài)發(fā)現(xiàn)算法，及時調(diào)整中繼節(jié)點，自動實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲的生成。 鑒于電力載波傳感器網(wǎng)絡的特點，采用基于智能優(yōu)化算法的拓撲發(fā)現(xiàn)算法對網(wǎng)絡

2、進行拓撲發(fā)現(xiàn)。蟻群算法計算簡單，適用于解決動態(tài)問題，對網(wǎng)絡拓撲結構的變化有良好的適應性，并且能夠在盡可能短的時間內(nèi)找到新的路徑。因此，結合網(wǎng)絡信道的時變和延時特性，在改進的蟻群算法中采用網(wǎng)絡鏈路的端到端傳輸時延作為優(yōu)化目標，設計基于獲得最小傳輸時延的優(yōu)化目標函數(shù)，同時，將反映信道衰減特性的參數(shù)加入狀態(tài)轉移概率公式中，提出基于改進蟻群算法的拓撲動態(tài)發(fā)現(xiàn)算法（DynamicTopologyDiscoveryAlgorithmbasedonI

3、mprovedAntColonyAlgorithm，IACA-DTD）。從圖論拓撲結構上對網(wǎng)絡進行分析，利用G=（V，E）描述網(wǎng)絡的拓撲結構，用圖的一棵以中心節(jié)點為根的最小生成樹表示網(wǎng)絡中節(jié)點的最優(yōu)連通情況。這樣，對于網(wǎng)絡的拓撲發(fā)現(xiàn)問題即可轉化為通過螞蟻的選路以尋優(yōu)策略生成圖的最小生成樹問題，并與廣度優(yōu)先搜索思想結合，以保證生成樹的連通性。在Matlab中對IACA-DTD算法進行仿真，實驗結果表明，IACA-DTD算法減小了網(wǎng)絡平均鏈