[发明专利]一种Ad Hoc网络物理拓扑非协作式推断方法

说明书

本发明涉及一种Ad Hoc网络物理拓扑非协作式推断方法，属于无线网络技术领域。该方法包括以下步骤：S1：采用无线电定位对Ad Hoc网络中的节点进行区分定位；S2：根据所述节点区分定位信息获取网络部署区域大小；S3：根据所述网络部署区域大小和所述节点区分定位信息计算出节点的重要通信距离；S4：根据所述节点区分定位信息和所述节点的重要通信距离推断网络物理拓扑。本发明在未知节点通信功率等相关参数的情况下实现网络物理拓扑的自动推断，与现有方法相比，网络物理拓扑的结构有效性提高且实现过程的计算复杂度降低。

技术领域

本发明涉及无线网络技术领域，尤其涉及一种Ad Hoc网络物理拓扑 非协作式推断及优化的构建方法。

背景技术

Ad Hoc网络可实现快速部署以及无需架设网络设施等特点使得其在 民用和军事上都有广泛的应用。

现有针对网络拓扑的研究主要关注于逻辑拓扑，在进行物理拓扑分 析过程中主要基于节点最大通信距离已知的情况或者使用网络节点构建 的最小生成树的最长距离作为最大通信距离。由于通常会被部署到不安 全地区，在未知节点通信功率等相关参数的情况下，难以得到节点的最 大通信距离。使用最小生成树的最长距离作为最大通信距离没有考虑单 个节点脱离网络的情况以及不能有效应对节点位置的变化，节点每次发 生位置变化都要重新构造最小生成树对最长距离进行计算，导致计算复 杂度的增大。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种Ad Hoc网络物理拓扑非协作 式推断方法，以解决未获取节点设备通信参数情况下网络节点的物理拓 扑推断问题，或上述的其它部分问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供了一种Ad Hoc网络物理拓扑非协作式推断方法 包括以下步骤：S1：采用无线电定位对Ad Hoc网络的节点进行区分定位；S2：根据所述节点区分定位信息获取网络部署区域大小；S3：根据所述 网络部署区域大小和所述节点区分定位信息计算出节点的重要通信距离； S4：根据所述节点区分定位信息和所述节点的重要通信距离推断网络物 理拓扑。

进一步，基于德劳内三角剖分规则对推断的网络物理拓扑进行几何 控制，剔除不符合条件的链路，完成推断结果的优化。

进一步，所述步骤S1具体包括：采用无线宽带接收机对工作频段内 信号进行接收；对所述接收到的信号进行信号检测及预处理；采用复合 角度定位或时间差定位对节点进行定位并区分。

进一步，所述复合角度定位基于无线电测向，通过多个无线电监测 站点对同一个信号进行测向，利用测向射线角度的交会进行定位；所述 时间差定位基于信号达到监测站的时间，通过时间距离进行交会定位。

进一步，所述步骤S2中，根据所述节点区分定位信息获取的图像信 息及通信信号估算出所述网络部署区域大小。

进一步，所述步骤S3中，根据通信距离公式拟合网络连通率与重要 通信距离之间的关系，得到拟合函数后根据所述网络连通率计算出重要 通信距离。

进一步，所述重要通信距离的计算公式：得到保证网络 连通的最小通信距离值；其中，n个节点分别部署在C个单元格，所有 节点随机分布在R＝[0,l]^d的区域内，其中l为部署区域的边长，每个节点 的通信距离为r，重要通信距离r_c与网络中节点数量和部署区域大小存在 r_c^dn＝αl^dInl关系，d＝2，

进一步，所述网络连通率为网络中直接连通或多跳转接的节点对数 与总节点对数的比值，计算公式为：其中，n为网络中 节点的总数，m为网络处于非全连通状态下子网的数量，i为子网的编 号，n_i为子网i中包含的节点数量。