MANET网络拓扑控制技术研究

摘要

移动无线自组织网络(MANET)是移动无线通信研究的一个重要方面。网络的拓扑结构是网络进行路由选择的基础，对网络的整体性能有很大影响，因此，拓扑控制技术是MANET领域的一个重要研究方向。
　　 本文以提高MANET网络生存期和网络容量这两方面的综合性能为目标，提出了一种新型的拓扑控制方法，k连通能量感知本地生成子图算法ELSSk(k-Connected Energy-aware Local Spanning Subgraph)。在网络生存期方面，ELSSk算法不仅建立了两节点间的最短路径来降低网络总体的能量消耗，同时也增加了对所有节点当前剩余能量的考虑，尽量避免过度使用剩余能量较少的节点而造成网络分割，显著延长了网络的生存期；在网络平均容量方面，ELSSk算法通过构建所有节点的k连通本地拓扑子图来优化网络连通结构，从而获得具有高连通度的网络拓扑，有效提高了网络容量。
　　 理论分析表明，对于一个能达到k连通的MANET网络，ELSSk算法不仅能减小节点的发射功率，获得了相对于其他严格的本地拓扑控制算法最小的最大链路权重，而且能持续保持网络的k连通特性，提高网络的容量。OPNET仿真结果显示，ELSSk算法能够随着节点能量的变化实时的改进网络的拓扑结构，很好地满足了网络规模扩展的要求，增进了整个网络对能量利用的有效性；同时ELSSk算法能显著地延长网络的生存时间，并有效提高了整个生存期内的网络容量，具有很好的网络容量和生存期综合性能。