Ad+Hoc网络自适应拓扑控制与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目AdHoc网络自适应拓扑控制与实现学科专业通信与信息系统学号201221260236作者姓名宋鑫指导教师余敬东副教授分类号密级注1UDC学位论文AdHoc网络自适应拓扑控制与实现宋鑫指导教师余敬东副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科

2、技大学2015年06月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDIMPLEMENTATIONONTHETECHNOLOGYOFADAPTIVETOPOLOGYCONTROLINADHOCNETWORKSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandinformationsystemAuthor:SongXinAdviso

3、r:YuJingdongSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授

4、权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要移动AdHoc网络的自组织、可自愈等特性，使其适用于网络环境动态变化的军事领域及灾后应急通讯等民用领域。移动AdHoc网络的拓扑结构直接影响网络抗毁性、网络容量、

5、网络通信时延等性能。本文在分析已有拓扑控制算法的基础上，分别以调整节点发射功率和工作信道作为网络拓扑控制的手段，设计了基于Prim算法的集中式功率控制算法、基于LTRT算法的分布式功率控制算法以及基于Q学习的信道控制算法，并根据拓扑控制的实现需求设计了基于Linux的无线自组织网络拓扑控制实现平台。首先，设计基于Prim算法的集中式功率控制算法。该算法的设计目标是在满足连通度指标的基础上选择最优网络容量。中心控制节点收集全网拓扑信息，以链路能耗作为链路质量的表征执行Prim算法得到满足k-边连通的逻辑拓扑

6、图，并在连通度指标的约束下，计算最优网络容量所对应的发射功率。全网节点以固定功率作为本节点的发射功率。其次，设计基于LTRT算法的分布式功率控制算法。该算法的设计目标是保证网络的连通性。节点通过交互hello报文获得带链路权值的本地拓扑图，并根据本地拓扑的链路递交率信息独立执行LTRT算法保证网络k-边连通。再次，设计基于Q学习算法的信道控制算法。每个节点作为一个智能体，其可选动作集为网络信道集合，网络对智能体所做决策的奖赏是与信道外界干扰有关的函数。智能体周期性根据各个动作的期望奖赏选择合适的信道作为下

7、一周期内网络的工作信道。实验证明，基于Q学习算法的信道控制算法可以减少网络之间的干扰。最后，设计基于Linux的无线自组织网络拓扑控制实现平台。在拓扑控制实现平台上，搭建移动AdHoc网络，完成了拓扑感知、逻辑拓扑计算、拓扑管理、拓扑维护以及拓扑显示等功能。本文详细介绍了平台的功能模块，设计相应的测试方法。实验表明，拓扑控制平台可以有效地组建移动AdHoc网络并对移动AdHoc网络进行拓扑管理。关键词：AdHoc网络，拓扑控制，功率控制，信道控制，实现平台IABSTRACTABSTRACTCharacte

8、ricssuchasself-organization，self-maintenanceandsoonmakemobileAdHocnetworksuitableformilitaryfieldandcivilfieldsuchaspostdisasteremergencycommunication.ThetopologyofmobileAdHocnetworkdirectlyaffectstheperformancesofn