三維自組織網絡拓撲控制算法研究.pdf

1、隨著自組織網絡的快速發(fā)展，其應用領域也遍及到空間、水下和地下，例如:空間信息網，水下聲學傳感器網絡和無線地下傳感器網絡。這些網絡部署在三維空間呈立體分布，維度的增加給三維自組織網絡的的研究帶來了巨大的挑戰(zhàn)，逐漸成為研究熱點。尤其是在網絡拓撲控制方面，設計一個合適的拓撲控制算法，權衡網絡對于連通性、低功耗、吞吐量和容錯性等性能的要求，對保證網絡穩(wěn)定、可靠運行具有重要意義。
　　針對三維自組織網絡中節(jié)點呈立體分布、節(jié)點的可移動性以及存

2、在大量冗余節(jié)點和鏈路的特點，提出一種基于削頂八面體的拓撲控制算法。算法包括網絡初始化階段的拓撲控制和網絡運行中的拓撲維護兩個部分。在初始化階段，根據空間鑲嵌理論，選取同樣大小的削頂八面體對三維空間進行劃分，并且為每個單元格分配ID號。在此基礎上，三維自組織網絡中的節(jié)點計算自己所屬削項八面體單元格的ID號，獲取格中的活躍節(jié)點和冗余節(jié)點信息;接下來，調整冗余節(jié)點的功率或位置，保持冗余節(jié)點與本單元格中活躍節(jié)點的連通性，構建k-連通的子圖。網絡

3、運行中，采用事件觸發(fā)的方式和周期輪詢的方式進行拓撲維護。事件觸發(fā)方式的拓撲維護是指在網絡運行中檢測到故障發(fā)生或者不滿足k-連通條件時而觸發(fā)的拓撲維護。當網絡拓撲滿足k-連通條件時，采用周期輪詢的方式評估網絡的性能，在分析評估結果的基礎上，進一步進行拓撲維護。
　　采用QualNet網絡模擬軟件，對所提出的拓撲控制算法進行仿真測試，對比了拓撲控制前后網絡的有效性、可擴展性和抗毀性。結果表明，算法在保持網絡連通的條件下，優(yōu)化了網絡拓撲