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基于NWCA和测度函数的Ad Hoc分簇算法研究

作　者: 覃鸿念
导　师: 王爱民
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机应用与技术
关键词: Ad Hoc网络 分簇 连通支配集 独立支配集 测度函数 NWCA
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


Ad Hoc网络中节点往往都采用电池供电因而能量受限,为了延长整个网络的生命周期,就必须使工作算法尽量具有低通信开销和计算开销的性能,同时选择能量较大的节点作为簇头来承担管理的任务。提出了基于NWCA的连通支配集和独立支配集的分簇算法。基于NWCA和带测度函数的连通支配集分簇算法通过选择权值较大的节点作为簇头确保了性能强的节点担任骨干节点,并减少了分簇个数。在节点选择簇头时,有效地均衡了簇尺寸、延长了网络生命期。基于NWCA和测度函数的独立支配集分簇算法,利用独立集通过网关节点通信的方法克服了骨干节点之间必须维护连通性的问题,使得拓扑变化较快时骨干网的重构能快速实现。针对既有快速移动又有稳定节点的混合型网络环境,进一步改进了NWCA算法,融合了连通支配集和独立支配集的优点,设计了适合该环境的分簇算法,具有计算开销小,收敛性强的优点。通过使用网络仿真工具NS2,实现了以上分簇算法的模拟并且对算法结果进行了分析和对比。结果表明,算法有效地减少了簇头数目,并能很好的均衡簇尺寸,可以延长网络生命期。

全文目录


提要  4-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 Ad Hoc网络概述  8-11
    1.1.1 Ad Hoc网络的概念及应用领域  8-9
    1.1.2 Ad Hoc网络的特征及面临的问题  9-11
  1.2 Ad Hoc网络的层次结构  11-13
    1.2.1 Ad Hoc网络的层次结构及其特点  11-12
    1.2.2 AdHoc网络分簇的作用  12
    1.2.3 Ad Hoc网络分簇的重要性  12-13
  1.3 AD HOC网络中常用的分簇算法  13-16
    1.3.1 最小节点ID分簇算法  13
    1.3.2 最高节点度分簇算法  13-14
    1.3.3 WCA(weighted Clustering Algorithm)算法  14
    1.3.4 调节簇尺寸的分簇算法  14-15
    1.3.5 基于信道接入的被动分簇算法(ABCA)  15-16
  1.4 一个基于WCA的改进的NWCA网络移动模型  16
  1.5 算法的分析和评估  16-18
  1.6 论文的主要内容安排、研究工作和创新点  18-19
第2章 基于NWCA和测度函数的连通支配集分簇算法  19-29
  2.1 基于NWCA和测度函数的连通支配集分簇算法  19-23
    2.1.1 问题描述与相关定义  19-20
    2.1.2 基于连通支配集理论对NWCA的改进  20
    2.1.3 簇的初始化算法  20-21
    2.1.4 簇的更新和维护算法  21-22
    2.1.5 算法正确性分析  22-23
  2.2 简单图例  23-28
  2.3 算法评价分析  28-29
  2.4 本章小结  29
第3章 基于NWCA和测度函数的独立支配集分簇算法  29-38
  3.1 基于NWCA和测度函数的连通支配集分簇算法的分析  29
  3.2 基于NWCA和测度函数的独立支配集分簇算法  29-33
    3.2.1 问题的描述  29-30
    3.2.2 针对节点移动频繁的环境对NWCA算法的改进  30-31
    3.2.3 簇的初始化算法  31-32
    3.2.4 簇的更新和维护算法  32-33
    3.2.5 算法的正确性分析  33
  3.3 简单图例  33-36
  3.4 算法评价分析  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章 混合网络环境下基于NWCA和测度函数的分簇算法  38-46
  4.1 问题描述  38
  4.2 混合网络环境下基于NWCA和测度函数的分簇算法  38-42
    4.2.1 混合型网络环境分析  38-40
    4.2.2 混合型网络环境中簇的初始化算法  40-41
    4.2.3 对算法的改进分析  41
    4.2.4 簇的更新和维护算法  41-42
  4.3 图例  42-44
  4.4 算法评价分析  44-45
  4.5 本章小结  45-46
第5章 仿真实现和分析  46-53
  5.1 NS2环境的搭建  46
  5.2 仿真模型  46-47
  5.3 模拟与仿真  47-51
    5.3.1 节点数固定的情况下分簇算法的对比  47-49
    5.3.2 发射范围固定的情况下分簇算法的对比  49-50
    5.3.3 CDS(NWCA)和传统连通支配集算法的对比  50-51
    5.3.4 混合网络环境下分簇算法性能分析  51
  5.4 本章小结  51-53
第6章 总结与展望  53-55
  6.1 总结  53-54
  6.2 展望  54-55
参考文献  55-57
致谢  57-58
摘要  58-60
Abstract  60-62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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