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Ad Hoc网络拓扑控制及其分簇研究

作　者: 魏亚青
导　师: 李杰
学　校: 中南大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线Ad Hoc网络 最小能量特性 拓扑控制 分簇
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 77次
引　用: 3次
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内容摘要


无线Ad Hoc网络有自组织、无中心、多跳路由、节点资源有限、无线通信介质不可靠、动态拓扑等多个特性。无线Ad Hoc网络的各种设计要简单化、本地化,是为了适应Ad Hoc网络中节点资源的有限性;但是简单化、本地化又往往与上述众多特性存在矛盾。如何尽可能在设计的简单化、本地化与无线Ad Hoc网络的不利特性间寻找一个合理的折中,是现在无线Ad Hoc网络研究的热点。本文通过分析无线Ad Hoc网络的特点和体系结构,明确了拓扑控制对提高无线Ad Hoc网络性能的重要意义,提出了一种分布式的具有最小能量特性的拓扑控制算法及其应对网络动态变化的拓扑维护机制。算法实现简单,在保证网络连通和最小能量特性的前提下,尽量去除冗余的高传输损耗链路。其后证明了算法的可行性以及对比其他基于最小能量特性算法的优越性。基于上述的拓扑控制算法构成的拓扑结构,本文又提出了一种组合加权的分簇算法。算法分别以节点的最大转发次数、剩余能量和相对移动性作为确定节点权重的参考因素,最大限度的利用了拓扑控制中节点间交换的信息,充分考虑了网络特性和能量均衡因素。最后,与其他分簇算法进行分析对比,说明了算法在能量合理化利用方面的优异表现。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 研究背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 研究内容  13
  1.4 论文的结构  13-14
第二章 无线Ad Hoc网络的拓扑控制和分簇  14-25
  2.1 Ad Hoc网络体系结构  14-20
    2.1.1 节点结构  14
    2.1.2 网络结构  14-16
    2.1.3 网络的通用协议栈  16-18
    2.1.4 Ad Hoc网络体系结构的设计原则  18-20
  2.2 Ad Hoc网络的拓扑控制  20-22
    2.2.1 拓扑控制与Ad Hoc网络其它研究领域之间的关系  20
    2.2.2 拓扑控制的目标  20-21
    2.2.3 拓扑控制的性质  21-22
  2.3 Ad Hoc网络的分簇算法  22-23
    2.3.1 分簇对Ad Hoc网络的重要意义  22-23
    2.3.2 分簇算法的目标  23
  2.4 本章小结  23-25
第三章 基于最小能量特性的拓扑控制算法  25-41
  3.1 主要拓扑控制算法分析  25-28
    3.1.1 根据算法所关注的网络特性分类  25-27
    3.1.2 根据网络中节点的传输模式分类  27-28
    3.1.3 根据算法运行的控制方式分类  28
  3.2 具有最小能量特性的拓扑控制算法  28-36
    3.2.1 最小能量特性  28-29
    3.2.2 网络模型  29-30
    3.2.3 转发区域  30
    3.2.4 METC拓扑控制算法  30-36
      3.2.4.1 信息收集  31
      3.2.4.2 拓扑控制  31-33
      3.2.4.3 拓扑维护  33-34
      3.2.4.4 算法演示  34-36
  3.3 正确性证明  36-38
  3.4 分析对比  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章 基于METC的分簇算法  41-55
  4.1 分簇算法的分类及比较  41-46
    4.1.1 分簇算法的相关定义  41-42
    4.1.2 基于节点ID的分簇算法  42
    4.1.3 最高节点度分簇算法  42-43
    4.1.4 最低移动性分簇算法  43
    4.1.5 考虑能量耗费和稳定度的分簇算法  43-44
    4.1.6 通用组合加权分簇算法  44
    4.1.7 其他不同优化目标的分簇算法  44-46
  4.2 基于METC的分簇算法  46-49
    4.2.1 算法的相关定义  46-48
    4.2.2 METCA分簇算法  48-49
  4.3 算法示例  49-52
  4.4 分析对比  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 研究总结与展望  55-57
  5.1 研究总结  55-56
  5.2 进一步的工作  56-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读学位期间主要的研究成果  63

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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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