特种通信网的三维拓扑控制初探

发布时间：2024-03-29 23:20

　　特种移动通信网与公用蜂窝移动通信网的重要差别在于:通信模式主要是采用非蜂窝的无线Ad Hoc;通信对象主要是物与物之间的通信(即传感器通信);通信拓扑主要是三维(3D)的立体拓扑,而不是传统的二维(2D)平面拓扑。拓扑控制(TC)是节能的无线Ad Hoc和无线传感器联网的关键技术之一。无线网络拓扑控制技术已进行了大量的研究,但是,大多数研究都是假设无线节点分布在一个二维平面(2D),如公用通信网。然而,实际上,特种通信网的无线节点通常部署在一个三维空间(3D),如多层建筑、空中、水下或地下。许多研究表明:当前的2D的拓扑控制算法不能直接用于3D网络,或者需要更复杂的计算才能用于3D网络。本文在分析了拓扑控制的动机、概念、分类技术及协议栈的基础上,陈述了研究最多的四种将2D拓扑扩展到3D的情况,讨论了用于3D网络的某些拓扑控制协议,也证明了某些特性。

【文章页数】：16 页

【部分图文】：

图1：无线覆盖(a)1D,(b)2D,(c)3D

给定一个网络Md=(V,L),Md的范围分配是函数RA，它为V的每一个元u分配一个值RA(u)∈(0,rmax]，表示它的传输范围。参数rmax称最大传输范围，取决于节点装备的无线收发器的特性。通常假设网络节点装备具有相似特性的无线收发器，故网络中的所有节点的rmax相同。如果网....

图3：冲突的无线传输（圆形代表发送功率P的无线覆盖范围）

与有线点到点的信道相反，无线通信使用一个共享媒质，即无线信道。使用一个共享的通信媒质意味着必须付出特别的代价，以避免并发无线传输的相互破坏。图3中，描述了一个典型的冲突场景。节点u使用某一发送功率P传输一个数据包到节点v,同时，节点w使用相同的发送功率P传输一个数据包到节点z。由....

图4：多跳通信情况从网络容量观点来看是更可取的

假设节点u必须将数据包传输到节点v，距离是d。此外，u和v间有中间节点w1，···，wk，且‖u,w1‖=‖w1,w2‖=···=‖wk,v‖=d/k+1，如图4所示。从网络容量观点来看，直接传输或经多跳路径传输，哪一个更可取？通过考虑两种情况中的干扰区，可以找到答案。在直接传输....

图5：拓朴控制技术的分类

拓朴控制技术的分类，如图5所示。首先，拓朴控制可分为同构(Homogeneous)和异构(Nonhomogeneous)的拓扑控制。在前者情况中，网络中所有节点使用相同的传输范围r，拓扑控制问题简化成确定r的最小值，这样可以满足某些网络属性。该r值就是临界传输范围(CTR)，因为....

本文编号：3941453