彈性拓撲控制技術研究

陳 雯，孫紅光，李建東，盛 敏

(西安電子科技大學ISN國家重點實驗室，陜西 西安710071)

彈性拓撲控制技術研究

陳 雯，孫紅光，李建東，盛 敏

(西安電子科技大學ISN國家重點實驗室，陜西 西安710071)

為了提高無線自組織網絡的魯棒性，針對現有的拓撲控制技術不能解決網絡中一個信道被干擾且多個節點同時失效而造成的網絡分割問題，提出了一種彈性可重構的二信道連通且k點連通的分布式拓撲控制方法，該方法可根據網絡環境的變化動態改變網絡的拓撲結構，實現在網絡任意一個信道被干擾的情況下仍能維持k點連通。仿真結果表明，相比于現有的拓撲控制算法，所提方法不僅能夠增強網絡的魯棒性，還能降低節點能耗，延長網絡生存期。

無線自組織網絡；彈性；拓撲控制

AbstractThe existing topology control techniques can’t eliminate network partition caused by an interfered channel and multiple simultaneously inactive nodes in network.In order to resolve these problems and enhance the robustness of wireless ad hoc networks,this paper proposes a resilient and reconfigurable distributed topology control algorithm.The proposed algorithm can dynamically change the network topology structure based on the variation of network environment,and achieve the 2-channel and k-vertex connectivity when a channel in network is interfered.Our simulations results show that compared with the current topology control algorithm,the proposed algorithm can not only improve the robustness of network topology,but also reduce the node energy consumption and prolong the network lifetime.

Keywordswireless ad hoc networks;resilience;topology control

0 引言

無線自組織網絡[1]是由多個節點組成、采用無線通信方式、動態組網的多跳對等網絡。與具有基礎設施的蜂窩通信網絡不同，無線自組織網絡無需固定的基礎設施，能夠更加快速、便捷、高效地部署，被廣泛應用于諸多領域，如：抗災搶險、軍事行動、環境監控和醫療事業等[2]。然而，由于缺乏中心控制節點，自組織網絡極易遭受干擾和破壞，導致網絡性能下降，甚至造成網絡分割而無法正常運行。為了使得網絡在干擾不可預測或節點被破壞的情況下仍能正常運行且保證數據傳輸的高可靠性，網絡拓撲結構需要具備彈性可伸縮的特征。彈性網絡是指網絡能夠對外界環境的變化及時感知，通過對自身的拓撲結構、路由策略和傳輸策略等的自適應重構，削弱外界干擾帶來的負面影響，維持一定的網絡性能[3]。……