基于自适应波束天线的局部优化拓扑控制算法

计算机工程与应用 ›› 2011, Vol. 47 ›› Issue (11): 86-90.

基于自适应波束天线的局部优化拓扑控制算法

卢晓林1，王东2，李晓鸿2，刘益2

1.湖南大学软件学院，长沙 410082
2.湖南大学计算机与通信学院，长沙 410082

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2011-04-11 发布日期:2011-04-11

Local optimal topology control algorithm for ad hoc networks using steered beam directional antennas

LU Xiaolin1，WANG Dong2，LI Xiaohong2，LIU Yi2

1.School of Software，Hunan University，Changsha 410082，China
2.School of Computer and Communication，Hunan University，Changsha 410082，China

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2011-04-11 Published:2011-04-11

摘要/Abstract

摘要： 拓扑控制有助于提高ad hoc网络的性能，采用定向天线的自组网拓扑控制比全向天线网络更为复杂。基于自适应波束定向天线模型提出一种局部区域优化的拓扑控制算法。该算法利用分簇的思想将网络划分为可重叠的多个区域，区域内节点采用最小生成树（MST）的思想确定邻居关系，通过调整节点发射功率，改变天线波束的朝向、宽度和增益来构建拓扑。算法减小了节点的平均度数，降低了节点的发射功率，从而降低节点能耗，减少了节点间干扰，提高了网络吞吐量，仿真结果表明，算法显著提高了网络性能。

关键词: ad hoc网络, 拓扑控制, 定向天线, 区域优化

Abstract: The topology control can improve the performance of ad hoc networks，the topological connectivity of beam forming antennas in multihop wireless networks is more complicated than topologies for wireless networks with omni-directional antennas.This paper proposes a local optimal topology control algorithm for ad hoc networks based on steered beam directional antennas.This kind of algorithm uses the idea of cluster to divide the network into a number of areas which can be overlapped.Through running the local Minimum Spanning Tree（MST） algorithm，the neighbourship of nodes in areas is confirmed.Regulating the transmission power of nodes and changing the directional antenna’s direction，beam width and gain，topology can be built.It reduces the average node degrees and the transmission power，thus energy consumption is reduced，traffic interference is decreased and the network throughput is improved.The result of simulation shows that this algorithm significantly improve the network performance.

Key words: ad hoc networks, topology control, directional antennas, local optimal

卢晓林1，王东2，李晓鸿2，刘益2. 基于自适应波束天线的局部优化拓扑控制算法[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(11): 86-90.

LU Xiaolin1，WANG Dong2，LI Xiaohong2，LIU Yi2. Local optimal topology control algorithm for ad hoc networks using steered beam directional antennas[J]. Computer Engineering and Applications, 2011, 47(11): 86-90.

[1]	胡晓辉，巩俊辉，徐宁，杜永文. 跨层优化的WSN能耗均衡拓扑博弈算法[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(14): 69-75.
[2]	郑文庆，金虎，郭建蓬，冯辉. 基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(11): 80-84.
[3]	刘立军1，2，花丽1，周爱平1. 认知无线Ad Hoc网络干扰约束和能量高效路由算法[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(17): 112-116.
[4]	乔平安，周敏，刘运爽. 基于Ad Hoc网络的新型分群算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(13): 129-133.
[5]	张飞1，魏迎军2. 一种多向链路感知的车载Ad Hoc网络传播协议[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(8): 102-105.
[6]	尹熙，李志华，孙雅，张华伟. 基于节点竞争力的网络分簇拓扑控制算法[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(8): 79-84.
[7]	崔苗1，2，李蓝2，张广驰1. MIMO MAC协议PHY/MAC联合仿真性能研究[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(14): 84-88.
[8]	赵琳，孙国栋，陈志泊. 传感网中链路干扰优化的拓扑控制综述[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(10): 93-102.
[9]	刘玉. 车载Ad Hoc网络中证书快速撤销机制研究[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(5): 65-69.
[10]	潘鹏，郭达伟，刘航，王鹏. 一种新的竞争与分配相结合的MAC协议[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(7): 76-80.
[11]	孙梅，张娟. ad hoc网络具有撤销机制的密钥管理方案[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(18): 94-98.
[12]	刘玉1，殷辉1，2. 移动Ad Hoc网络中的可信路由机制研究[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(11): 76-79.
[13]	郭艳霞，裴廷睿，赵智. 适用于Ad Hoc网络具有能量约束的QoS路由协议[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(8): 102-104.
[14]	王振朝1，王伊瑾2，王静1. 一种适用于Ad hoc网络的交叠分簇路由算法[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(7): 88-91.
[15]	王楠楠，禹继国，李桂青. 无线ad hoc网络中定向连通控制集的局部构造算法[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(5): 102-106.