无线ad hoc网络中保留最小能量路径的拓扑控制算法

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1、!"")年)月西安电子科技大学学报（自然科学版）’QB/!"")!!第**卷!第*期&’()*!+!’,!-./.!*!(*.01)2.34W4R/**!74/*无线!"#$%网络中保留最小能量路径的拓扑控制算法沈!中!常义林!崔!灿!张!新!西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室"陕西西安!0%""0%#摘要!提出一个分布式的拓扑控制算法!通过改变节点的传输功率!该算法产生的无线网络拓扑结构具有最小能量特性!即它保留了网络中任意一对节点之间的最小能量路径/该算法不仅适用于同质的无线12345网络!而且也

2、适用于异质的网络/仿真研究表明!提出的算法在平均节点度和传输功率的效率方面均优于基于直接传输区域的拓扑控制算法/关键词!无线12345网络"拓扑控制"最小能量路径"最小能量特性中图分类号!67.%#/"0!!文献标识码!1!!文章编号!%""%$!8"""!"")#"*$"*8%$")!"#$%&’"()*+,+*#*-),)./%01"(-0.)2).3+,/"&0&4&/%5&,".&414/&.+"(*’&.6+.)4)227$8&5,)"6&.92!"#$%&’()#*"+$,-./0.(#*12*3(#%"+$

3、,4.(!(9:9;<;=>:?/4@AB9;CD:9;2(;DEF5;7;9G4DHI#JF2F:BKBFE/#JFL:B!0%""0%#MNFB:"7:2".15"$!O;PD4P4I;:2FI9DF?Q9;294P4R4C=54B9D4R:RC4DF9NS@4D54BI9DQ59FBC:GFD;R;IIB;9G4DH94P4R4C=GF9N9N;SFBFSQS$;B;DC=PD4P;D9=#B:S;R=#F9PD;I;DE;I:SFBFSQS$;B;DC=P:9N?;9G;;B;E;D=P:FD4@B42;I/T4

4、D;4E;D9N;PD4P4I;2:RC4DF9NS5:B?;QI;2FB?49N9N;N4S4C;B4QI:B29N;N;9;D4C;B;4QIGFD;R;IIB;9G4DHI/(FSQR:9F4BD;IQR9IIN4G9N:99N;PD4P4I;2:RC4DF9NSN:I:2E:B9:C;I4E;D9N;94P4R4C=54B9D4R:RC4DF9NS?:I;24B9N;2FD;59$9D:BISFIIF4BD;CF4BFB9;DSI4@:E;D:C;B42;2;CD;;:B2P4G;D;@@F5F;B5=/;)%<

5、&.$2$!OFD;R;II12345B;94GDHI%94P4R4C=54B9D4R%SFBFSQS$;B;DC=P:9N%SFBFSQS$;B;DC=PD4P;D9=无线12345网络是在没有固定基础设施的情况下#由具有无线传输功能的节点自组织形成的网络#目’%(前它主要应用于一些应急场合#包括抢险&抗灾&救援&探险&军事行动和临时的重大活动中/当网络中的每个节点均使用其最大功率工作时形成的拓扑结构称为最大功率拓扑#表示为图,S:U5!6!,S:U"##!,S:U""#其中6!,S:U"中的点代表网络中的节点#当节点

6、7和8在最大功率的情况下可相互通信时#那么7和8之间就存在一条边9由于节点的电能有限#并且在电池耗尽后一般不可更换!如在传感网络中"#故节点以最大功率工作不但会很快耗尽电能#而且会增加相互之间的干扰#导致网络的吞吐率下降9笔者提出了一个分布式的拓扑控制算法#通过改变节点的传输功率#算法创建一个新的拓扑结构,#而,’8(只是,的一个子图9,除了具有连通性外#而且还具有最小能量特性!SFBFSQS$;B;DC=PD4P;D9="#即,S:U包含了,中任意一对节点之间的最小能量路径/称此拓扑控制算法为TV((!TFBFSQS$

7、;B;DC=VD4P;D9=S:U(P:BBFBC(Q?CD:PN"/仿真研究表明#TV((在平均节点度和传输功率的效率方面均优于基于直接传输区域’8(的拓扑控制算法/收稿日期!!""#$%%$"&基金项目!综合业务网理论与关键技术国家重点实验室基金资助项目!""’()*+!+%+,-"%"作者简介!沈!中!%.).$"#男#博士/!*!8!!!!!!!!!!!!!!!西安电子科技大学学报!自然科学版"!!!!!!!!!!!!!!!!第**卷=!无线网络的拓扑控制拓扑管理和控制主要研究如何为节点分配功率以获得具有某种性质

8、的拓扑结构和优化一些网络目标函数!其目的就是提高网络的性能!减少节点的功率消耗和延长网络的生存时间/拓扑控制的研究在理论和实际两方面都具有重要的意义!因此许多学者提出了一些有影响的拓扑控制算法!其中文献"!!8#分别提出了建立具有最小能量特性拓扑的算法/基于节点的位置信息!文献"!#在拓扑控制中引入了中继区域的概念/