舰艇编队组网拓扑适变控制技术研究

摘要

随着信息化的发展，海上舰艇编队的作战方式也由以前单一的机械化战争向网络化方向发展。而无线通信受网络拓扑性能影响较大，因此，研究舰艇编队拓扑控制就显得尤为重要。
　　提出来一种舰艇编队组网拓扑适变控制算法，在拓扑控制初始阶段，通过构建2-连通网络来减小节点发射功率;在网络运行阶段，采用周期性优化和事件触发机制来对拓扑进行动态维护。周期性维护主要是根据网络中各节点相对运动的激烈程度来划分成不同的周期。在每个周期内对网络进行优化，以达到优化网络拓扑，增强通信质量的目的。事件触发是指在网络中出现故障或者发现关键点时对网络进行适变控制。当网络中发现关键点时，要通过加边合并不可达的子集，同时根据节点能力，当其连接度超过上限时，需要减边以限制邻居数。网络中出现故障时，通过调整节点发射功率的方式来恢复其连通性。
　　采用NS2网络模拟软件，对所提拓扑控制算法进行仿真，结果表明:拓扑适变控制提高了舰艇编队网络的可扩展性，优化了网络性能，提高网络有效性，提高了网络的抗分割能力，增强了网络的抗毁性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 舰艇编队组网概述

1．1．1 舰艇编队组网的特点

1．1．2 舰艇编队组网的需求

1．2 舰艇编队拓扑适变控制问题的提出

1．3 舰艇编队组网拓扑适变控制的研究目的和意义

1．4 论文组织结构

第2章 Ad Hoc网络拓扑适变控制的研究现状

2．1 拓扑控制概述

2．1．1 拓扑控制概念

2．1．2 拓扑控制的优化目标

2．2 拓扑控制分类

2．3 拓扑控制问题的研究方法

2．3．1 基于图论的拓扑控制方法

2．3．2 基于概率统计的方法

2．4 典型的网络层功率控制算法

2．4．1 基于节点度的算法LMA

2．4．2 基于邻近图的算法

2．4．3 X-POW算法

2．4．4 CONNECT、BICONN-AUGMENT、LINT、LILT算法

2．4．5 CBTC算法

2．4．6 基于节点位置的算法

2．5 现有的典型层次型拓扑控制算法

2．5．1 LEACH算法

2．5．2 TEEN算法

2．5．3 PEGASIS算法

2．5．4 TopDisc算法

2．5．5 GAF算法

2．6 其他拓扑控制算法

2．6．1 MPVT算法

2．6．2 MATC算法

2．6．3强连通拓扑控制算法CLTC

2．7 小结

第3章 舰艇编队组网拓扑适变控制算法设计

3．1 拓扑控制算法的基本思想

3．2 网络模型假设及定义和符号说明

3．2．1 舰艇编队网络模型及无线传输模型的建立

3．2．2 舰艇编队网络拓扑研究模型

3．2．3 定义和假设

3．3 初始拓扑构建

3．3．1 信息收集

3．3．2 构建2-连通拓扑

3．4 拓扑动态维护

3．4．1 周期可变的功率控制

3．4．2 关键点触发的适变控制

3．4．3 故障触发的适变控制

3．5 小结

第4章 舰艇编队组网拓扑适变控制算法的仿真及性能分析

4．1 仿真环境

4．2 仿真模型与参数设置

4．3 初始拓扑构建的仿真分析

4．3．1 平均节点度

4．3．2 拓扑控制算法容错分析

4．3．3 网络有效性分析

4．4 拓扑动态维护的仿真分析

4．4．1 基于节点移动的适变控制的网络性能分析

4．4．2 关键点生存时间

4．4．3 基于故障的适变控制的有效性分析

4．5 小结

第5章 结束语

5．1 论文工作

5．2 未来方向

参考文献

致谢