基于复杂网络理论的ad hoc网络拓扑控制算法研究

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1、学校代号：10532学密号：S11102050级：普通湖南大学硕士学位论文基于复杂网络理论的AdHoc网络拓扑控制算法研究ResearchonTopologyControlAlgorithmsforAdHocNetworksbasedonComplexNetworkbyLIXianyuB．E．(AnyangNormalUniVersity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngine

2、eringComputerScienceand’I、echnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperVisorProfessorWANGDongMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者

3、签名：乃墅殳日期：川垆年护6月口‘日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√")作者签名：导师签名：力量玉了必、、／一J日期：)9J中年口6月口6日日期：如J妒年口6月口6日基

4、于复杂网络理论的AdHoc网络拓扑控制算法研究摘要AdHoc网络的拓扑结构影响网络的性能，拓扑控制可以通过协调节点间的传输功率，构建具有某些期望的全局特性(如：连通性、容错性)的网络拓扑结构。但是，由于AdHoc网络自身特性的因素，拓扑控制研究面临着诸多挑战。复杂网络理论作为一门新兴的交叉性学科，为拓扑控制的研究提供了一种全新的视角和思路。本文应用复杂网络理论研究AdHoc网络拓扑优化的问题，旨在通过揭示网络中隐藏的规律，指导设计更为有效实用的拓扑控制算法。本文的主要工作包括：根据拓扑控制研究方法的不同，将已

5、有的拓扑控制算法进行分类，并指出已有拓扑控制算法的不足。针对AdHoc网络的特点，阐述应用复杂网络理论研究拓扑控制算法的意义。基于复杂网络理论分析AdHoc网络的拓扑特性。通过探讨网络拓扑特性与网络性能间的关系，指出研究AdHoc网络的拓扑特性对设计拓扑控制算法的重要作用。仿真实验结果表明，本文所采用的AdHoc网络模型在保证网络基本连通的情况下具有小世界特性，而且网络的部分拓扑特性表现出明显的分布特征。通过探究网络稀疏性、容错性和高效性之间的关系，提出一种使AdHoc网络同时具有小世界特性和无标度特性的拓扑

6、控制算法～BCDTC(BetweenessClustering-coe饿cientandDegreeTopoIogyContr01)算法。实验结果表明，BCDTC算法有效的实现了AdHoc网络低干扰、高能效和高容错性的优化目标，而且BCDTC算法所构建的网络拓扑具有层次特性。针对AdHoc网络中的节点易失效，部分节点的失效将可能导致网络崩溃这一特性，研究BCDTC算法和几种经典拓扑控制算法生成的网络拓扑的抗毁性。实验结果表明，BCDTC算法生成的网络拓扑具有鲁棒而脆弱的特性，且各种拓扑控制算法生成的网络拓扑在

7、遭受基于节点核数的攻击策略时，网络的脆弱性最大。关键词：AdHoc网络；拓扑控制；复杂网络理论；拓扑特性；抗毁性硕士学位论文AbstractTopologyofAdHocnetworkshasenormousinfluenceonnetworkperformance．TopologycontrolisatechnologywhichcoordinatesthetransmissionrangeofeachnodeinAdHocnetworkstoconstructanoptimizedtopology．How

8、eVer，duetothecomplexityofAdHocnetworks，topologycontrolisfacingenormouschaUenges．ComplexnetworktheoryasanemerginginterdisciplinarysciencecanproVideusanewperspectiVeandideasf．orthestudyoftopologycontr01．