第5章-拓撲控制-文庫吧資料
2024-08-29 00:32本頁面
【正文】 根據(jù)自己所能獲得的信息，獨立地控制自己在工作狀態(tài)和睡眠狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。層次型網(wǎng)絡(luò)通常又稱為基于簇的網(wǎng)絡(luò)。這對于節(jié)點密集型和事件驅(qū)動型的網(wǎng)絡(luò)十分有效。事實上，無線通信模塊在空閑偵聽時的能量消耗與收發(fā)狀態(tài)時相當(dāng)，覆蓋冗余也造成了很大的能量浪費。 G39。 此外，微軟亞洲研究院的 Wattenhofer等人提出的 XTC[30]算法對傳感器節(jié)點沒有太高的要求，對部署環(huán)境也沒有過強的假設(shè)，提供了一個面向簡單、實用的研究方向。DRNG 和 DLMST 能夠保證網(wǎng)絡(luò)的連通性，在平均功率和節(jié)點度等方面具有較好的性能。經(jīng)典的鄰近圖模型有 RNG(relative neighborhood graph)， GG(Gabriel graph)， DG(Delaunay graph)， YG(Yao graph)和 MST(minimum spanning tree)等。 u,P?uu ?5 /6???第五章 拓撲控制 （ 4）基于鄰近圖的功率控制 伊利諾斯大學(xué)的 Li 和 Hou 提出的 DRNG 和 DLMST[29]是兩個具有代表性的基于鄰近圖理論的算法。麻省理工學(xué)院的Bahramgiri等人又將其推廣到三維空間，提出了容錯的 CBTC[28]。其基本思想是：節(jié)點 選擇最小功率 ，使得在任何以為 中心的角度為 的錐形區(qū)域內(nèi)至少有一個鄰居。但是，基于節(jié)點度數(shù)的算法一般難以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。 iPiPRT PP RTmaxPRTmaxPminPRTminPiPminP P第五章 拓撲控制 （ 2）基于節(jié)點度的功率控制 具有代表性的基于節(jié)點度算法有柏林工業(yè)大學(xué)的 Kubisch 等人提出的 LMA 和 LMN[26]等。在 CLUSTERPOW中，分簇是隱含的，且不需要任何簇頭節(jié)點，分簇通過給定功率層的可達性來實現(xiàn)，分簇的層次由功率的層次數(shù)來決定，分簇是動態(tài)的、分布的。 Kawadia 和 Kumar 提出的 CLUSTERPOW[25]是對COMPOW 的改進。在節(jié)點分布均勻的情況下， COMPOW具有較好的性能。COMPOW 選擇最小的發(fā)射功率 ，使得 與 具有相同數(shù)量的表項，其中， 是最大發(fā)射功率。其基本思想是：所有的傳感器節(jié)點使用一致的發(fā)射功率，在保證網(wǎng)絡(luò)連通的前提下，將功率最小化。下面是幾個典型的解決方案，分別代表了目前功率控制的幾個典型的研究方向。 這個結(jié)論從理論上告訴我們，試圖尋找功率控制問題的最優(yōu)解是不現(xiàn)實的，應(yīng)該從實際出發(fā)，尋找功率控制問題的實用解。在一維情況下， RA 問題可以在多項式時間 內(nèi)解決；然而在二維 [12]和三維 [11]情況下， RA 問題是NP 難的。設(shè) N={u1,…,un} 是 d(d=1,2,3)維空間中代表網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置的點的集合， r(ui)代表節(jié)點 ui的發(fā)射半徑。 第五章 拓撲控制 1．功率控制 功率控制是一個十分復(fù)雜的問題。下面分別予以介紹。對這些關(guān)系的研究也是拓撲控制研究的重要內(nèi)容。 此外，拓撲控制還要考慮諸如負載均衡、簡單性、可靠性、可擴展性等其他方面。因此，在設(shè)計拓撲控制 (特別是功率控制 )方案時，往往退而追求良好的拓撲性質(zhì)。這是功率控制和網(wǎng)絡(luò)延遲之間的大致關(guān)系。 21 6 1 /AW bits sL nr? ????第五章 拓撲控制 6．網(wǎng)絡(luò)延遲 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負載較高時，低發(fā)射功率會帶來較小的端到端延遲；而在低負載情況下，低發(fā)射功率會帶來較大的端到端延遲 [21]。事實上，對于功率控制，網(wǎng)絡(luò)無線信道競爭區(qū)域的大小與節(jié)點的發(fā)射半徑 r成正比 [20]，所以減小 r就可以減少競爭。功率控制可以調(diào)節(jié)發(fā)射范圍，睡眠調(diào)度可以調(diào)節(jié)工作節(jié)點的數(shù)量。 由此可以看出，通過功率控制減小發(fā)射半徑和通過睡眠調(diào)度減小工作網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，在節(jié)省能量的同時，可以在一定程度上提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力。最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)的生命期是一個十分復(fù)雜的問題，它一直是拓撲控制研究的主要目標(biāo)。也可以通過對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量的度量來定義網(wǎng)絡(luò)的生命期 [18]，可以認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)只有在滿足一定的覆蓋質(zhì)量、連通質(zhì)量、某個或某些其他服務(wù)質(zhì)量時才是存活的。 3．網(wǎng)絡(luò)生命期 網(wǎng)絡(luò)生命期有
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