临近空间信息网成簇方案的设计与仿真

摘要

临近空间信息网由地面到海拔100公里以下范围内节点组成，是一种天空地一体化的新型自组织网络，在情报收集、侦察监视、通信保障等方面具有显著的应用优势。高效的成簇方案对于保障网络的可扩展性具有重要意义。
　　 针对网络特点，提出临近空间信息网的成簇方案。根据网络的高异构性，为节点分配不同的角色，采取不同的入网策略，使性能较高的节点在簇首竞争中处于优势。充分利用网络中部分节点运动的可预知性，采用静态配置与动态调整相结合的方式。根据网络规模划分多级簇结构，将临近空间静态节点设置为顶级簇的簇首，在其覆盖范围内综合考虑节点状态和网络环境等因素，选举各级逻辑簇簇首，划分相应的簇区域。通过“呼吸”机制进行簇维护，备用簇首提高了簇结构的抗毁性。考虑到具有组移动特性的编队运动，设计了编队簇的建立和维护算法。
　　 采用NS2模拟软件对临近空间信息网成簇方案进行仿真测试，结果表明：成簇方法划分的簇结构，能够获得最佳的簇首数量，减少簇首的更新率，使簇结构的负载更均衡，提高簇的生存时间，使簇结构更稳定，减小了成簇开销，提高了网络性能，适用于临近空间信息网。

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1 临近空间信息网概述

1.1.1 临近空间信息网的组成

1.1.2 临近空间信息网的网络模型

1.1.3 临近空间信息网的网络特点

1.2 研究目的和意义

1.3 论文组织结构

第2章 Ad Hoc网成簇方法的概述

2.1 成簇的目的

2.2 成簇方法的度量标准

2.3 Ad Hoc网中典型的成簇方法

2.3.1 与节点ID有关的成簇方法

2.3.2 与节点度有关的成簇方法

2.3.3 考虑能量损耗的成簇方法

2.3.4 基于权值的成簇方法

2.3.5 其它的成簇方法

2.4 小结

第3章 临近空间信息网成簇方案设计

3.1 成簇方案的基本思想

3.2 临近空间信息网簇结构的建立

3.2.1 静态配置节点角色

3.2.2 动态成簇方法

3.2.3 建立编队模式簇结构

3.2.4 动态形成底层簇结构

3.2.5 形成逻辑多级簇结构

3.2.6 建立准静态骨干网

3.3 临近空间信息网簇结构的维护机制

3.3.1 节点加入

3.3.2 簇的“呼吸”机制

3.3.3 簇内的主备簇首维护机制

3.3.4 基于移动相似性的编队簇结构维护

3.3.5 算法流程

3.4 小结

第4章 临近空间信息网成簇方案的仿真与结果分析

4.1 仿真环境

4.1.1 仿真工具

4.1.2 仿真场景设置

4.1.3 仿真的性能指标

4.2 仿真结果分析

4.2.1 加权成簇方法仿真结果

4.2.2 簇维护机制的仿真结果

4.2.3 编队成簇方法的仿真结果

4.2.3 成簇方案在应用中的仿真结果

4.3 小结

第5章 结束语

5.1 论文工作总结

5.2 未来研究方向

参考文献

致谢