基于Markov理论的移动Ad Hoc网络节点连接建模与分析

摘要

移动Ad Hoc网络(MANET)是在不依赖于现有固定主干网或基站的情况下，由一组分散的且具有无线通信功能的移动节点自组织形成的网络，广泛地应用在军事、救险、商业、民用和临时通信等领域，是目前通信技术研究的热点。在MANET中，节点间的连接变化对网络的性能有着重大的影响，而连接变化率反映了相邻的移动节点间连接变化问题，因此，连接变化率是研究网络连接的一个重要指标。本文将利用马尔可夫理论工具针对移动节点间的连接变化，在分析已有模型的基础上，提出了新的模型，并对所建立的模型进行分析。
　　 首先，本文利用离散高斯-马尔可夫移动模型和一般化的离散高斯-马尔可夫移动模型得出节点间的连接变化率，并分析其特性，得出每个节点的连接数趋于稳定等结论。在模型中，节点的运动模式由时间、速率、方向这三个随机变量所描述，体现了一定的随机性，更符合实际场合的要求。
　　 其次，利用随机微分方程工具，针对网络中任意布置的静态节点间的连接变化进行建模，构成由删除，重组，添加和无变化四种状态间进行切换的节点间连接变化系统，并对其进行分析，得出所建系统尸阶指数递减、几乎处处指数稳定等结果，并针对此系统初步考虑节点的移动速度因素。
　　 最后，综合考虑了对移动节点间连接变化产生影响的因素，针对移动节点间连接变化系统进行了一般化建模与分析，并给出了判断此系统不稳定或稳定的判定定理。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究的背景及意义

1.2.1 Ad Hoc网络概述

1.2.2 网络连接模型研究现状

1.3 马尔可夫跳系统的研究现状

1.4 本课题的目的和主要工作

1.5 论文结构及章节安排

第2章 基于离散高斯-马尔可夫移动模型的连接变化率分析

2.1 引言

2.2 基于离散高斯-马尔可夫模型的连接变化率

2.3 基于一般化离散高斯-马尔可夫模型的连接变化率

2.4 本章小结

第3章 静态节点间连接模型及其分析

3.1 引言

3.2 静态节点间连接基本模型的建立与分析

3.2.1 静态节点间的连接基本模型建立

3.2.2 模型分析

3.3 静态节点间连接模型特例

3.4 节点恒速移动的连接模型分析

3.5 本章小结

第4章 模型系统的稳定性分析

4.1 引言

4.2 弱连接情形下的稳定性分析

4.2.1 特殊模型一

4.2.2 特殊模型二

4.2.3 特殊模型三

4.3 数值例子

4.4 本章小结

第5章 模型改进与分析

5.1 模型改进

5.2 模型分析

5.2.1 强连接下的不稳定性分析

5.2.2 弱连接下的稳定性分析

5.3 本章小结

第6章 论文结论与展望

6.1 主要结论

6.2 课题展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢