部分节点失效情况下动态可重构网络修复机制的研究

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随着信息技术的发展,社会对于网络传输资源的需求日益增长,传统的基站式网络部署逐渐在众多使用场景下呈现出弊端。在业务逐渐细化出不同的需求参数的情况下,合理的资源调配方式成为网络研究的主要方向。网络需求的状态与用户需求状态息息相关,故而动态网络部署在传统基站不可控式网络部署的原理之上,具有无可比拟的优势——可以随业务模式的更改而改变自身网络形态。可重构网络在应用过程中,由于自然条件恶劣、操作事故、大规模网络入侵或者噪声干扰强烈等物理方面的破坏,网络会遭受不同程度的损坏。由于网络遵循多跳式的网络制式,远距离的信息传输由于物理空间的作用,一定概率下会发生断裂或影响,使得节点、链路、网络之间在生产、工作以及通信方面被严重干扰。本文分析部分节点失效情况的影响,以优化网络剩余节点资源配置以满足原网络需求为目标,以MWSN(移动无线传感器网络)和MANET(移动自组织网络)为研究对象,研究自主可控节点的行为的优化算法。在这种网络状态下,两个遥远的节点之间形成的路径对于不可预测的节点运动造成的影响非常敏感,同时,这种网络状态普遍资源有限,用于数据传输的路径必须测试用于数据转发的链路质量和时间。在资源受限情况下针对目标行为的优化,论文的主要贡献如下:本文针对节点的移动性和拓扑结构的关系,将基于图论和通信能耗建立网络模型,将节点的移动性分为可控与不可控两种状态加入模型,将移动能耗与通信能耗结合考虑,从节点移动重构网络的角度,分析平衡网络质量和网络寿命的方式。同时,本论文根据图论完成动态可重构网络的修补行为研究,将从通信和图论的角度对动态可重构网络节点群进行建模,对于参数进行优化调试以满足多种环境。针对网络修复及网络性能优化,论文将提出一种MMT(移动模型变换)算法,该算法基于蚁群算法和对于每个节点对间链路质量和链路延迟进行估计的算法将网络修复与优化按步骤分为节点位置分配算法、链路加固算法、链路拆解—搭建算法、能量均衡算法几个部分。其中,算法以链路质量和延迟为优化目标,并优化能量平衡算法中簇头选取机制,在路由决策中考虑了剩余能量和能量密度,达到能量均衡目的,优化目标动态可重构网络的寿命。本论文将通过仿真实验表明,本论文所提出算法的节点修复行为对于部分节点失效状态的修复情况,并检测在该环境中,算法中的特定移动功耗下网络性能恢复率。仿真结果将证明本论文算法在修复过程中与现有协议相比能有效地减少丢包和端到端延迟来提高可靠性,同时优化网络的寿命。
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