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在一些特殊环境中,如科学考察、海洋探索、地质勘探、灾后救援和军事作战等特殊应用领域,由于基础设施破坏或缺乏,很难支持移动实体之间的通信。无线移动Mesh网络,继承了静态Mesh网络的优点,同时路由节点具有移动性,支持终端节点连接到骨干网,能够很好地满足这些特殊场合应用需要。 拓扑控制是研究网络连通性和其它研究的基础,现有的国内外研究成果主要集中在静态无线Mesh网络方面,很难适用于无线移动Mesh网络。本文在对比分析无线移动Mesh网络与Ad hoc网络、无线传感器网络、静态无线Mesh网络的异同点后,针对无线移动Mesh网络的拓扑控制难题开展研究,论文的主要工作和研究成果总结如下: (1)针对无线移动Mesh网络,路由节点的移动不可避免地影响到网络的物理拓扑结构,最终使得逻辑拓扑结构发生改变,提出了一种分布式的基于限制边的局部Delaunay三角剖分逻辑拓扑控制算法,该算法能很好地解决动态拓扑问题,可以快速形成逻辑拓扑。在此逻辑拓扑结构上,根据最小化最大信道干扰值、最小化最大信道调整次数这一目标,给出该线性规划问题的目标函数,最终建立起信道分配机制的数学模型。仿真实验证明骨干网采用联合路由和信道分配机制能很好地提高网络性能,减少干扰。 (2)针对骨干节点如何覆盖终端节点以及终端节点吞吐量的优化,提出一种联合无线移动骨干节点的部署和终端节点吞吐量优化的策略,该策略包括以下三点:1)运用几何知识,确定用最少的无线移动骨干节点覆盖所有终端节点。2)列举无线移动骨干节点的部署方案,针对每种部署方案,引入终端节点“吞吐量”函数,运用博弈论方法分配被多个(k≥2)骨干节点覆盖的终端节点,使得任意终端节点的最小吞吐量最大化。3)选择最优的部署方案优化终端节点的吞吐量。仿真实验证明该策略的有效性和可行性。 (3)针对无线移动Mesh网络,路由节点必须支持具有移动属性的终端节点连接到骨干网,从而导致路由节点的移动受到终端节点的移动的支配,提出了一种新颖的路由节点移动决策机制,指导路由节点的移动,动态地调整拓扑结构,以支持移动终端节点连接到骨干网。该机制包括1)根据移动路由节点的移动特点,将路由节点分类2)路由节点的状态转换3)路由节点的移动决策4)拓扑结构的优化。该机制采用分布式的拓扑控制技术,能很好地解决移动Mesh骨干网中路由节点的位置受终端节点的影响,经常变化且无法预知的难题;采用轻量级的、快速有效的解决方案,动态地形成骨干网与终端节点间的逻辑拓扑结构,以保证终端节点能可靠连通到骨干网。