無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?pdf

1、無(wú)線 Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無(wú)線通信收發(fā)設(shè)備的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的多跳、臨時(shí)、無(wú)中心的自治系統(tǒng),是一種不需要基礎(chǔ)設(shè)施、可以在任何地點(diǎn)任何時(shí)刻迅速構(gòu)建的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)本身具有路由和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能,可以通過(guò)無(wú)線方式構(gòu)成任意的拓?fù)洹o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)中心節(jié)點(diǎn)的全分布系統(tǒng),以自組織和多跳的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),大量靜止或移動(dòng)的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)隨機(jī)投放的方式被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)之間有良好的協(xié)作能力,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的全局任務(wù)通過(guò)

2、局部的數(shù)據(jù)交換完成。包含無(wú)線Ad-Hoc和傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)近年來(lái)越來(lái)越多的引起人們的注意,它們?cè)趽岆U(xiǎn)救災(zāi)、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、健康應(yīng)用中具有重要的使用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　近年來(lái),容錯(cuò)通信機(jī)制和能量高效是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。拓?fù)淇刂剖翘岣呔W(wǎng)絡(luò)連通性、可靠性、容錯(cuò)性以及節(jié)省能耗的最有效的方法之一。容錯(cuò)拓?fù)淇刂频闹饕繕?biāo)是在保證網(wǎng)絡(luò)的一些拓?fù)涮匦?比如連通性)的基礎(chǔ)上,通過(guò)功率控制或者骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的選擇,使網(wǎng)

3、絡(luò)的總能耗最小。本文總結(jié)了近年來(lái)提出的各種容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴捌渲饕O(shè)計(jì)思想,從容錯(cuò)性、能量高效性、算法復(fù)雜度和穩(wěn)定性等方面綜合分析現(xiàn)有的容錯(cuò)算法,并對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中的容錯(cuò)算法進(jìn)行分類和總結(jié)。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)廣播、組播和匯播問(wèn)題提出新的容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴?根據(jù)圖論、線性規(guī)劃、控制論等數(shù)學(xué)知識(shí),從理論上證明算法的正確性以及算法的綜合性能,仿真實(shí)驗(yàn)表明網(wǎng)絡(luò)總能耗較小,算法可以有效的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　本文共包括五個(gè)部分。第一章介紹了無(wú)線傳感器

4、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線 Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)概念,針對(duì)目前的研究現(xiàn)狀,提出了具體的研究問(wèn)題和研究意義。第二章主要介紹了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)模型、能量模型、容錯(cuò)性相關(guān)定義,并對(duì)目前的容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行了分類總結(jié)。第三章提出了一個(gè)能量高效的廣播樹(shù)構(gòu)造算法 CBEEB(Clustering-based Energy-Efficient Broadcast Tree),該算法包含一個(gè)分簇算法和IBIP(Improved BIP算法)。首先網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)計(jì)算

5、自己的權(quán)值,并選出簇頭節(jié)點(diǎn)和簇成員節(jié)點(diǎn),簇成員節(jié)點(diǎn)作為廣播樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)廣播時(shí)葉子節(jié)點(diǎn)的能耗為零;在簇頭節(jié)點(diǎn)集合上執(zhí)行 IBIP算法,構(gòu)造廣播樹(shù)。第四章研究了無(wú)線 Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)在 k-容錯(cuò)準(zhǔn)則下 k-廣播、k-組播和k-匯播三種不同的拓?fù)淇刂茊?wèn)題;其目標(biāo)是在保證網(wǎng)絡(luò)是 k-容錯(cuò)的前提下使網(wǎng)絡(luò)的總能量消耗最小。針對(duì)不同的拓?fù)淇刂茊?wèn)題,提出了一種新的通用近似算法保證了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膋-容錯(cuò)性,并通過(guò)理論分析證明了算法的近似比,仿真實(shí)驗(yàn)證