移动群智感知网络拓扑控制研究

发布时间：2018-05-09 09:44

本文选题：移动群智感知网络(MCS + Network)　；参考：《上海师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：自进入20世纪来,随着高新科学技术日新月异的发展,全球经济水平便得以快速提升,人们的生活水准的提高促进了包括移动互联网应用在内的衣住行产品的消费。科技技术的快速应用与更新使得人们对关乎到日常生活对技术提出来更高的要求,特别是应用在互联网移动端的技术。本文是在分析当前国内外互联网通信技术应用与发展现状,结合近几年网络通信技术领域分布式移动应用感知研究热点,就通信节点移动的条件下Mobile Crowd Sensing(MCS)网络拓扑控制这一问题进行相关研究。由于MCS网络中的节点是移动手持设备,其通信节点相对于传统的无线传感器网络通信节点具备移动的特性,因此MCS网络建立起来的通信拓扑结构在较短的时间内可能发生结构改变,一般地,在未采用相应拓扑控制方案的MCS网络中,为了降低由于节点移动对网络通信拓扑结构造成性能方面的影响,移动通信节点往往采用增大通信节点的通信功率的方式,扩大节点信号的传输范围以维持NodeToNode(N2N)以及NodeToInfrustracture(N2I)在内的通信成功率,这类方案在短时间内能够维持N2N以及N2I在内的通信要求,但是以通信节点能量消耗巨大为代价,同时由于通信功率的增加使得通信节点间信号干扰严重,降低了整个网络的通信质量和成功率。因此,本文在分析MCS网络拓扑结构的特点前提下,结合网络拓扑控制技术的相关原理,针对如何在MCS网络环境下,减少由于网络通信节点移动造成的通信节点信号干扰,降低MCS网络能量消耗,提高整个MCS网络的通信效率,提出了两种解决方法:1、分析了基于距离特征的平面型MCS网络拓扑控制的RNG算法与原理,结合通信节点逻辑区域划分对概念,提出基于距离的自适应通信节点聚类的拓扑控制方案-ACRNG算法。该种算法是以距离为聚类准则,结合通信节点的信号传输范围(Transmission Range TR)以及信号接收范围(Receiving Range RR)以及MCS网络节点的分布情况,对网络范围内的通信界点进行逻辑划分。通过自适应聚类划分过程,减少MCS网络中节点间link的数目,以期达到减少网络时延,降低节点间的通信干扰,降低网络的平均能耗。经仿真实验证明,相对于未采用区域拓扑优化方案而言,ACRNG算法能有效减少由于通信链接过多造成的通信干扰,降低网络的总能耗,较好的提高整个网络节点的通信效率,延长网络的生存时间。2、提出基于CBTC算法的拓扑控制优化方案,在分析CBTC算法的基础上,提出以信号传输和接受的角度为主要特征,结合通信节点的位置信息,对在link连接范围内的节点进行逻辑区域划分的思想,该种方案可优化通信link的质量,提高link的实时有效性,相对于全角信号辐射和传输,该方案能有效减少由于维持通信link的能量消耗,降低了网络拓扑的复杂度,从而减少了节点间的通信干扰,有效地提高了节点的通信效率,在维持网络link有效性上发挥了比较好的效果。本文将节点连接度的概念用以描述和反映网络拓扑节点连通性以及网络复杂性中,以平面型MCS网络作为研究的主要内容,结合提出的两种优化方案,通过仿真实验,比较与传统拓扑控制方案的不同之处,分析提出方案的优缺点,为促进在MCS拓扑控制研究方面提供了探索方向。
[Abstract]:This paper analyzes the application and development of communication nodes , and proposes two solutions : 1 . To reduce the interference of communication nodes caused by network communication nodes , reduce the energy consumption of the communication nodes and improve the communication efficiency of the whole network . This paper proposes a topology control scheme based on CBTC algorithm . Based on the analysis of CBTC algorithm , this paper puts forward the idea of logical area division of nodes in link connection range based on the analysis of CBTC algorithm . The scheme can optimize the communication link quality and improve the real - time effectiveness of link .

【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP212.9;TN929.5

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