拓?fù)淇刂凭C述參考模板

1、拓?fù)淇刂凭C述摘要 本文基于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)和無線mesh網(wǎng)絡(luò)，概述了兩種不同網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂频乃惴ú呗院湍Ｐ?，介紹了經(jīng)典的算法和思想。指出了拓?fù)淇刂频难芯口厔莺驮趦?yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的可結(jié)合點。本文屬于一篇概述性文章，類似于讀書筆記。關(guān)鍵字Ad-hoc網(wǎng) 無線mesh網(wǎng) 拓?fù)淇刂?功率1 / 61.拓?fù)淇刂坪喪鐾負(fù)淇刂剖茿D-HOC網(wǎng)中最重要的技術(shù)之一，主要用來降低能量消耗和無線干擾，其目標(biāo)是在降低能量消耗和無線干擾的前提下，控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的通信串路和節(jié)點的傳輸范圍，以提高全網(wǎng)的生命周期和效率，如連通性和對稱性等。由于AD-HOC網(wǎng)的移動性，拓?fù)淇刂朴绊懙秸麄€網(wǎng)絡(luò)的性能，這是因為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以以任意速度

2、和任意方式移動，加上無線發(fā)送裝置發(fā)送功率的變化、無線信道間的互相干擾因素、地形等綜合因素影響下，節(jié)點間通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以隨時發(fā)生變化而且變化的方式和速度都是不可預(yù)測的，這更加重了無線自組網(wǎng)拓?fù)淇刂频碾y度。無線MESH網(wǎng)絡(luò)（WMN）是一種新型的自組織、自愈合、高建壯性、高帶寬的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。主要由兩種節(jié)點組成，MESH路由節(jié)點和MESH終端用戶。每個處于MESH網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點都可以有用戶又有路由器的功能，因此每個節(jié)點都可以向其傳輸距離內(nèi)的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)分組。因此，這種網(wǎng)絡(luò)有易于維護(hù)、健壯性強(qiáng)、傳輸距離大等優(yōu)點。2.拓?fù)淇刂颇Ｐ?.1AD-HOC網(wǎng)拓?fù)淇刂颇Ｐ蛯D-HOC網(wǎng)抽象為歐式空間

3、內(nèi)點集合，節(jié)點覆蓋范圍根據(jù)節(jié)點的最大傳輸范圍分配。無線自組網(wǎng)的拓?fù)渚褪且恍┞酚煽蛇_(dá)的串路集合，其主要取決于無線收發(fā)器的地理位置、發(fā)射器的發(fā)射功率、無線干擾、天線的方向等因素。拓?fù)淇刂频哪繕?biāo)是通過控制節(jié)點間的通信串路和傳輸范圍使生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錆M足一定的性質(zhì)，以延長網(wǎng)絡(luò)生命周期，降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高吞吐率。2.2無線MESH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂颇Ｐ蛢?yōu)化目標(biāo)是通過調(diào)整每個節(jié)點的傳輸功率來提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、減少干擾等?？梢詫o線mesh主干網(wǎng)用無向圖G=（V,E）表示，建立吞吐量或是低干擾的模型，尋找性能指標(biāo)來衡量各個網(wǎng)絡(luò)性能的走向。3.拓?fù)淇刂撇呗?.1拓?fù)淇刂撇呗缘闹匾栽跓o線網(wǎng)中若不采用好的拓?fù)淇刂撇呗裕?/p>

4、所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都將以最大傳輸功率工作，這將嚴(yán)重影響自組網(wǎng)的整體性能（從能耗、干擾、路由計算復(fù)雜度考慮）。3. 2拓?fù)淇刂撇呗匝芯繕?biāo)準(zhǔn) 拓?fù)淇刂撇呗詰?yīng)使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錆M足下列一個或幾個性質(zhì)：連通性、對稱性、稀疏性、Spanner性質(zhì)（在生成的拓?fù)渲腥魏蝺蓚€節(jié)點間的距離小于它們在無向圖中距離的常數(shù)倍）。3. 3拓?fù)淇刂撇呗匝芯抗ぞ邘缀畏ǎ阂詭缀谓Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌瑏頋M足無線自組網(wǎng)的某些特性。主要有：最小生成樹、DT圖、相關(guān)鄰居圖。概率法：節(jié)點按照某種概率隨即分布，所生成的拓?fù)湓谝源蟾怕蕽M足某些性質(zhì)的前提下，使節(jié)點所需的傳輸功率最小和鄰居節(jié)點數(shù)最少。主要理論有：連續(xù)滲透理論、占位理論和幾何隨機(jī)圖理論

5、。3.4拓?fù)淇刂撇呗缘姆诸惛鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的傳輸分為r是否相同，把控制策略分為：同構(gòu)拓?fù)淇刂疲╮相同，理想狀態(tài)，又根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的密集程度，細(xì)分為稀疏網(wǎng)和密集網(wǎng)的拓?fù)淇刂疲┖头峭瑯?gòu)拓?fù)淇刂疲▽嶋H下的一般情況，根據(jù)生產(chǎn)拓?fù)鋾r所需的信息類型不同，進(jìn)一步分為基于方向、基于鄰居節(jié)點、基于位置的拓?fù)淇刂撇呗裕?. 5拓?fù)淇刂撇呗缘闹饕枷胪瑯?gòu)拓?fù)淇刂撇呗裕憾x臨界傳輸范圍1） 稀疏自組網(wǎng)的拓?fù)淇刂疲褐鸩剿阉髂苁谷W(wǎng)保持連通的最小功率。SB20032） 密集自組網(wǎng)的拓?fù)淇刂疲耗繕?biāo)為提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時考慮能量有效性。在保證網(wǎng)絡(luò)連通的前提下，將全網(wǎng)的功率調(diào)整到最低值，以最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。其核心問題是如何

6、設(shè)定全網(wǎng)的最佳公共發(fā)射功率。GK1998非同構(gòu)拓?fù)淇刂撇呗裕?) 基于方向的拓?fù)淇刂疲簭?qiáng)力算法和Supowit算法2) 基于鄰居節(jié)點的拓?fù)淇刂疲篗obileGrid、LINT、LILT3) 基于位置的拓?fù)淇刂疲篘TC、LMST3.6AD-HOC網(wǎng)拓?fù)淇刂撇呗缘乃惴ㄍ負(fù)淇刂撇呗缘乃惴ò雌鋬?yōu)化目標(biāo)可以分為基于幾何結(jié)構(gòu)和基于能量有效性，前者主要以某些幾何結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌笳咧饕P(guān)注網(wǎng)絡(luò)的能量有效性。從算法的執(zhí)行方式上可分為集中式算法（CONNECT、BICONN、能量感知拓?fù)淇刂扑惴ǎ┖头植际剿惴ǎ↙MA、LMN、CLTC）。集中式算法能在一定程度上取得全局優(yōu)化的性質(zhì)，但需要獲得全網(wǎng)的信息，

7、耗費大量網(wǎng)絡(luò)資源，因此不適用于無控制中心，網(wǎng)絡(luò)資源有限，移動性強(qiáng)的Ad Hoc網(wǎng)。3.6.1基于幾何結(jié)構(gòu)的拓?fù)淇刂扑惴ㄔ摲椒ㄒ阅承缀谓Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢?dǎo)出UDG（V）圖的子圖，使節(jié)點確定自己的邏輯鄰居集合，為節(jié)點分配適合的發(fā)射功率，從而在建立起1個連通網(wǎng)絡(luò)的同時達(dá)到節(jié)能的目的。這些幾何結(jié)構(gòu)一般滿足許多優(yōu)秀的幾何性質(zhì)。（1） 最小生成樹MST（又稱EMST），所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r以節(jié)點間的歐幾里得距離為度量的最小生成樹。定義了1個圖中邊的最小子集，該子集可以保持圖的連通。改進(jìn)典型算法：LMST。（2） 限定相關(guān)鄰居圖RNG（V），基于MST和RNG的IMRG算法。（3） 限定加百利圖GG（

8、V）（4） 限定Yaoi圖（5） 單位Delaunay三角剖分UDel（V），具有2個重要性質(zhì)：空外接圓和最小最大。適合作為網(wǎng)絡(luò)底層拓?fù)洹?.6.2基于能量有效性的拓?fù)淇刂扑惴?主要有3個優(yōu)化目標(biāo)：最小化最大功率分配問題、最小化總功率分配問題、拓?fù)淇刂坪蟮耐負(fù)鋱D是未經(jīng)拓?fù)淇刂频腢DG（V）的支撐圖，且功率擴(kuò)展因子為1.3.7無線MESH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂撇呗曰诠β士刂频臒o線MESH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂撇呗?，?jié)點功率控制一般可轉(zhuǎn)化為構(gòu)造優(yōu)化拓?fù)鋱D來求解問題，已有的無線多跳網(wǎng)絡(luò)功率控制機(jī)制中較為典型的有COMPOW、LMA、CBTC、Dist-RNG、K-NEIGH等。 通過構(gòu)建無線mesh網(wǎng)的無向圖G，構(gòu)造

9、最小樹，調(diào)節(jié)節(jié)點的功率來形成算法。4.拓?fù)淇刂婆c信道分配4.1信道分配簡介信道分配時為無線網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點上的每一個收發(fā)器分配適當(dāng)?shù)男诺?，使得網(wǎng)絡(luò)的性能達(dá)到最優(yōu)。衡量信道分配好壞的指標(biāo)主要有：網(wǎng)絡(luò)的連接性和鏈路之間的干擾。由于不同的收發(fā)器工作在不同的信道，不同鏈路之間的干擾會降低，但網(wǎng)絡(luò)的連接性將會受到影響，因為網(wǎng)絡(luò)中的一對節(jié)點之間的距離不僅要小于傳輸范圍，而且至少各有一個收發(fā)器工作在同一個信道時，這對節(jié)點才能進(jìn)行通信。因此，在連接性和干擾之間尋求一個最佳平衡點是多信道分配的主要任務(wù)。信道分配可以分為靜態(tài)分配、動態(tài)分配。靜態(tài)分配是指信道分配完成后，每個節(jié)點上的收發(fā)器在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)都工作在

10、該信道上；動態(tài)分配時指每個節(jié)點上的收發(fā)器經(jīng)常在不同的信道之間切換，這種方法可以更有效地利用頻譜資源，降低鏈路之間的煩擾，但是很難解決切換信道帶來的時延問題和各節(jié)點只見到的協(xié)調(diào)問題，因此目前信道分配技術(shù)主要采用的是靜態(tài)分配方法。4.2信道分配和拓?fù)淇刂艫shish Raniwala等人提出一種基于多頻點多信道無線MESH網(wǎng)絡(luò)的信道分配算法。該算法采用集中式信道分配方式。陳蘊培等人提出了一種與路由、鏈路狀況無關(guān)的基于多頻電多信道節(jié)點的信道分配算法。采用圖論中的染色理論。5.研究趨勢 由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)資源的匱乏，基于跨層的設(shè)計往往比基于單層的設(shè)計能取得更好的性能，將跨層思想融入到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦?，也是一個必然的發(fā)展趨勢。參考文獻(xiàn)：1無線自組網(wǎng)的拓?fù)淇刂撇呗匝芯窟M(jìn)展，王方偉，