第5章-拓撲控制(參考版)
2024-08-27 00:32本頁面
【正文】 以實際應用為背景、多種機制相結合、綜合考慮網(wǎng)絡性能將是拓撲控制研究的發(fā)展趨勢。 總之，拓撲控制已經(jīng)取得了初步的研究成果，但是大多數(shù)的拓撲控制算法還只停留在理論研究階段，沒有考慮實際應用的諸多困難。 4．拓撲控制在協(xié)議棧中的位置尚難明確。 2．對拓撲控制問題缺乏明確的定義和實用的算法。這也是需要進一步研究的內(nèi)容。在睡眠調(diào)度方面，已經(jīng)提出了 CCP， SPAN， RIS等非層次型睡眠調(diào)度算法和 HEED， GAF， TopDisc等層次型睡眠調(diào)度算法。從目前的研究現(xiàn)狀來看，拓撲控制研究已經(jīng)形成了功率控制和睡眠調(diào)度兩個主流方向?，F(xiàn)在的一個研究方向就是將這兩種機制結合在一起。 （ 2）采用簇結構的層次型結構 LEACH( low energy adaptive clustering hierarchy) [69]算法； GAF算法； HEED算法。 a)生成樹結構； b)先構造一個不一定連通的支配集，然后在下一個階段，把集合內(nèi)的所有節(jié)點連接在一起。目前主要有兩種研究手段，即采用支配集的層次型網(wǎng)絡和采用分簇結構的層次型網(wǎng)絡。 （ 2）計算幾何方法 最小生成樹 (MST)； Gabriel圖 (Gabriel graph, GG)； 相關鄰近圖 (relative neighbor graph, RNG)； DRNG和 DLMST是兩個具有代表性的基于鄰近圖理論的算法； 分布式公共功率協(xié)議 COMPOW[61]， KNEIGH協(xié)議 [62]、 XTC、 CCP和SPAN等。 目前，對平面網(wǎng)絡的拓撲控制研究方法主要分為兩類： a)概率分析的方法，在節(jié)點按照某種概率密度分布的情況下，計算使拓撲滿足某些性質(zhì) (一般是連通性、覆蓋率 )所需要的最小發(fā)射功率和最小鄰節(jié)點個數(shù)； b)計算幾何方法，以某些幾何結構為基礎構建網(wǎng)絡拓撲，以滿足某些性質(zhì)。在平面網(wǎng)絡中拓撲控制最基本的方法是控制與一個節(jié)點通信的鄰節(jié)點集。 YG分很多扇區(qū)，節(jié)點在扇區(qū)內(nèi)選擇最近的鄰居進行通信，具有簡單的分布式結構，節(jié)點的度較高； VT首先識別網(wǎng)絡冗余節(jié)點，然后計算出可被關閉的冗余節(jié)點，最后由工作節(jié)點構建覆蓋集； DT中點集 V的一個三角剖分 T只包含 Delaunay邊，具有最大化最小角、惟一性 (任意四點不能共圓 )等特性。Kruskal算法總是選擇剩余權值最小的邊加入最小生成樹； Prim算法則通過任意將節(jié)點加入最小生成樹，同時僅將權值更小的邊加入。每個節(jié)點出現(xiàn)在樹上，鏈路總長度最小。 第五章 拓撲控制 5．最小生成樹 (MST) MST是保持圖連接所需的滿足最小權值的鏈路子集。若 d(u,v)為 RNG的一條邊，則在分別以點 u或 v為圓心，以 dis(u,v)為半徑的兩個圓 R1和 R2的交集 I內(nèi)不能有其他節(jié)點 [6]，如圖 2所示。在傳輸功率正比傳輸距離的平方時， GG是最節(jié)能的拓撲模型。連接 GG中任意兩個節(jié)點 u和 v，則以邊 d(u, v)為直徑、通過節(jié)點 u和 v的圓內(nèi)不包含其他任何節(jié)點。其中最具代表性的有Gabriel圖 (GG)、相關鄰近圖 (RNG)和最小生成樹 (MST)。未經(jīng)拓撲控制算法處理的 UDG是非平坦的，非平坦圖邊的非頂點交叉現(xiàn)象將給信道帶來干擾。圖中對任意 α，β∈ V，若 |αβ|≤d，則 (α， β)∈ E；若 |αβ|1，則 (α， β)|E。 UDG的連通性是網(wǎng)絡能夠提供的最大連通性，因此，任何拓撲控制算法生成的拓撲都是 UDG的子圖 [48]。 第五章 拓撲控制 1．單位圓圖 (UDG) 假定網(wǎng)絡中 N個節(jié)點構成了二維平面中的節(jié)點集 V，所有節(jié)點都以最大功率工作時所生成的拓撲稱為 UDG(unit disk graph)。 第五章 拓撲控制 拓撲模型與拓撲控制算法 拓撲模型 隨機圖理論在信息科學中被廣泛地應用， UDG、 RNG和 MST等都是基于隨機圖理論的經(jīng)典拓撲模型，很多的拓撲結構都是在它們的基礎上演變而來的。 （ 2）層次型網(wǎng)絡的睡眠調(diào)度算法 層次型網(wǎng)絡睡眠調(diào)度的基本思想是：由簇頭節(jié)點組成骨干網(wǎng)絡，則其他節(jié)點就可以 (當然未必 )進入睡眠狀態(tài)。 第五章 拓撲控制 （ 1）非層次型網(wǎng)絡的睡眠調(diào)度算法 非層次型睡眠調(diào)度的基本思想是：每個節(jié)點
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