定向Ad Hoc網(wǎng)絡拓撲控制算法研究.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡的自組織、無中心、多跳等諸多優(yōu)點使其在軍事及災后應急等動態(tài)變化的環(huán)境中有廣泛的應用。Ad Hoc網(wǎng)絡中的拓撲控制機制對網(wǎng)絡的容量、抗干擾能力、網(wǎng)絡壽命均有著直接的影響。隨著天線技術的發(fā)展，定向天線在Ad Hoc網(wǎng)絡中的應用逐漸增多。Ad Hoc網(wǎng)絡中應用定向天線能夠擴大節(jié)點的通信范圍，提高網(wǎng)絡的空間復用，增強網(wǎng)絡的抗干擾能力，同時，定向天線的扇形通信區(qū)域和增益方向性會對網(wǎng)絡連通性造成影響，使網(wǎng)絡中的拓撲構建更加復雜。本文

2、通過對定向網(wǎng)絡拓撲控制算法的分類總結，分別設計了基于波束切換天線和 MRA（Multiple Radio per node Architecture）結構的定向拓撲控制算法，并在MATLAB中對所提出的算法進行仿真分析。
　　基于每個節(jié)點安裝一個波束切換天線的定向網(wǎng)絡，針對網(wǎng)絡中各節(jié)點位置信息已知和未知兩種情況，設計定向拓撲控制算法 MPGO（MinPower with Given Antenna Orientation）和MPU

3、O（MinPower with Ungiven Antenna Orientation），兩種算法均為啟發(fā)式算法。算法均考慮波束切換天線波束內(nèi)通信增益不統(tǒng)一的特點，其拓撲目標為在實現(xiàn)網(wǎng)絡連通的基礎上使網(wǎng)絡的發(fā)射功率最小化，達到節(jié)能的目的。對所提出的算法進行仿真分析，對比兩種算法的發(fā)射功率，并分析節(jié)點的密度、波束寬度等參數(shù)改變時對網(wǎng)絡發(fā)射功率的影響。
　　基于MRA結構的定向網(wǎng)絡，提出定向拓撲控制算法DCDT（Degree Cons

4、trained Delaunay Triangulation）算法、DCCN（Degree Constrained Closet Neighbor）算法和DCTD（Degree Constrained Traffic Delivery）算法。三種算法均為度數(shù)約束的集中式算法。其中，DCDT算法和DCCN算法的主要目標為在保證網(wǎng)絡連通性基礎上，在節(jié)點度數(shù)的約束下，減小節(jié)點間的通信距離。DCTD算法為一啟發(fā)式算法，其主要目標為在保證網(wǎng)絡連通