自组织网络区域覆盖协作控制算法

发布时间：2020-12-10 02:30

　　针对自组织网络区域覆盖控制算法覆盖效率低、能量消耗大以及传输可靠性差等问题,在分析自组织网络模型特点基础上,提出基于三角剖分的自组织网络元胞遗传区域覆盖协作控制算法。该算法以节点覆盖区域外部多边形顶点结构为基准,通过三角剖分形式将网络覆盖区域划分为若干子域;基于染色方案将子域顶点处节点定义为扫频节点,根据区域划分后信号频谱的不同确定集群范围;在考虑通信能耗和空闲能耗基础上,采用元胞遗传思想解决自组织网络节点功率控制方式。仿真结果表明,节点数量在100～500之间时,该算法相对于均衡速率区域覆盖算法、最小节点强屏障的分区构造算法、覆盖配置协议算法、多跳Ad Hoc无线网络的节能技术算法,覆盖效率至少提高3%,能量消耗至少减少2 J,平均端到端可靠度至少提高9. 5%. 

【文章来源】：兵工学报. 2020年06期 第1131-1139页 北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

Von Neumann邻域关系

为了提高网络节点的覆盖效率，必须对节点进行合理部署，即对自组织网络覆盖范围进行科学的区域划分，为基于信号频谱的集群确定选择出合适的扫频节点。因此协作控制算法的第一步是将覆盖区域进行物理划分，从而不仅可以降低拓扑控制的成本，还能通过最少的链路节点获取最大的路由效率，是下一步算法实现的基础。在确定覆盖区域所需扫频节点时，由于覆盖区域可能较为复杂，可以将其分为若干子块。每一块由扫频节点覆盖。为了完成每一块的分解，需要将区域内若干顶点通过对角线连接起来，即一段开线段。这种开线段必须完全落在分块区域内。通过一组极大的互不相交的对角线，即可将覆盖区域分解为多个三角形的集合，实现覆盖区域的三角剖分。本文以节点覆盖区域外部多边形顶点结构为基准，通过三角剖分形式将网络覆盖区域划分为若干子域。网络覆盖区域的外部多边形结构即区域W如图2所示。2.1.1 构建单调多边形

将区域W划分为w个单调多边形，通过引入对角线来消除多边形不规则情况下引起的拐点，如图3所示。图3中，点p为1个拐点，与其连接的2条多边形的边分别位于点p的左右两侧，此时需构造1条以p为起点、向上连接到点b的对角线，对角线pb将原多边形分为两部分，此时p不再属于拐点，而属于划分后2个多边形的1个公共顶点。基于此，即可完成区域C的单调划分。由文献[10]可知，在空间复杂度O(w)的存储条件下，可在O(wlgw)的时间复杂度内将包含多个顶点的任何简单多边形分解为多个单调的子块多边形。2.1.2 单调多边形的三角剖分


本文编号：2907922