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拓扑控制是无线网络研究的核心技术之一,良好的拓扑控制算法可以构成特定网络拓扑结构,从而提升网络吞吐量、路由协议的效率、链路容量和频谱资源复用能力,并最终为网络用户和业务服务质量保障奠定网络基础。拓扑控制采用节点功率分配算法以获得具有某种性质的拓扑结构和优化网络特定的目标函数。这种功率控制技术在Mesh拓扑中面临极大地挑战。本文以国家863课题“层次化拓扑控制的宽带无线自组网体系研究”需求为背景,研究其拓扑控制相关技术。主要研究内容有:
(1)拓扑控制技术的基本概念、国内外发展现状、业界研究重点及方法、以及其相关数学问题研究。探讨了拓扑控制技术及其在网络架构中的地位,重点分析了节点功率控制算法、层次型拓扑控制算法以及网内节点协同启发机制的特性。
(2)设计一种拓扑控制策略,提供无线网络频点空间复用的网络拓扑支持。本文中通过拓扑控制技术构造一种虚拟的规则拓扑,从而实现了一种具备简洁性、有效性和可靠性的层次化无线网络架构。研究将具备规则性的直接互连拓扑引入宽带无线移动网络,通过拓扑控制维护相对稳定的规则拓扑,从而提供了频点资源可复用性、提升了链路可靠性、提高路由算法的有效性。
(3)异构无线网络已成为热点研究领域。本文重点分析异构网络中节点具有不同发射和接收增益时对网络性能的影响,通过将信号的能量域SINR模型引入图论模型,研究一种异构网络在不同接收增益条件下的拓扑控制改进算法。