基于实际无线环境的无线传感器网络拓扑控制算法

胡黄水，秦贵和

（吉林大学计算机科学与技术学院，长春130022）

0 引 言

近年来，已有大量的拓扑控制算法被提出和研究［1］。早期的拓扑控制算法假设能获得每个节点及其邻居节点的精确位置或方向［2－4］。如在基于圆锥的分布式拓扑控制算法CBTC［4］中，一个节点u以所需的最小功率发射来确保在以其为圆心的每个α度的圆锥内都有一些节点可达。IMECN［5］利用极坐标极角，将区域覆盖转化为角度叠加，通过判断多个圆心角的叠加和是否等于2π来决定节点的无线传输范围是否覆盖其直接传输区域。然而，实际无线环境条件下节点距离或方向信息很难可靠获取。因此，无需位置信息的拓扑控制算法被提出和研究。在有向相关邻居图DRNG［5］中，当且仅当存在一条路径u→n→v满足节点u到n及n到v的能量消耗都比从u到v的能量消耗小时，移走边（u，v）。

以上拓扑算法大多基于比较理想的无线环境，而实际无线通信具有多径传播［6］，而且不同延时的不同路径、衰减和相移等无线不规则也会影响拓扑控制算法［7］。PLBD［8］通过接收信号强度来计算路径损耗，并采用路径损耗大小为条件来构建拓扑。CONREAP［9］考虑实际无线环境中连通和非连通区域之间过渡区域的无线链路（称之为失效链路），并利用这些连续的失效链路来构建能量更有效的网络拓扑。QLSCP［10］算法中，通过选择合适的通信节点来调整关键节点业务负载和执行自适应睡眠管理，从而构建一种面向恶劣无线环境应用的网络拓扑。本文提出了一种面向实际环境应用的无需任何位置信息的优化功率控制拓扑控制算法（MPTC）。……