基于多跳蜂窝网的合群网络模型网络容量效能分析

《基于多跳蜂窝网的合群网络模型网络容量效能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2期涂来等：基于多跳蜂窝网的合群网络模型网络容量效能分析·51·基于多跳蜂窝网的合群网络模型网络容量效能分析涂来，王芙蓉，张剑，张帆（华中科技大学电子与信息工程系,湖北武汉430074）摘要：基于多跳蜂窝网，提出一种合群网络模型。以网络容量域模型为理论基础，分析了该模型的网络容量效能，证明了即使不考虑多播、广播和多无线的使用，合群的组织形式可以有效利用短距离多跳通信和空间复用通信，提升网络容量和一致网络容量。关键词：移动网；多跳蜂窝网；合群网络模型；网络容量中图分类号：TN91,TN929文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)02-0045-07C

2、apacityeffectivenessofmultihopcellularbasedaggregationnetworkmodelTULai,WANGFu-rong,ZHANGJian,ZHANGFan(E.I.DepartmentofHuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan430074,China)Abstract:Amultihopcellularbasedaggregationnetworkmodelwasproposed,andbasedonnetworkcapacityregionmodel,thecapa

3、cityeffectivenessofthismodelwasanalyzed.Comparisonwasmadebybothanalysisandnumericsimulationamongthecapacityregionsandunifiedcapacitiesofthreenetworkmodels:traditionalsingle-hopcellularnetwork,multihopcellularnetworkandaggregationsupportedmultihopcellular.Resultsshowthattheaggregationne

4、tworkcanimprovethecapacityofanetworkevenwithoutthehelpofmulticastandmultiradio,whichprovestherationalityofthestructureofaggregationnetworkmodel.Keywords:mobilenetwork;multihopcellularnetwork;aggregationnetworkmodel;networkcapacity第2期涂来等：基于多跳蜂窝网的合群网络模型网络容量效能分析·51·1引言为适应未来信息社会泛在通信的需求，各具特

5、色的无线网络技术层出不穷，下一代无线移动网络结构也趋于更加灵活和多样[1]。混合结构代表了多种技术、不同拓扑结构的优势融合，是未来网络的发展方向[2]。考虑移动用户的运动特性，将节点组织成组管理，可以利用信息融合技术，采用空间复用、冗余信息压缩、多播等方式，节省能耗带宽等资源[3]。本文在前期研究中提出了基于多跳蜂窝网的合群位置管理方法[4]，并通过分析证明了该方法节省了频率资源，增加了系统的吞吐能力[5]，节省了通信能耗[6]。本文将进一步分析合群管理组织形式本身给网络容量带来的效能。在网络容量的研究中，网络信息论[7]是开创性研究，其结论表明：在协议模型和物理模

6、型中，任意网络和随机网络的容量分别为收稿日期：2007-02-05；修回日期：2007-10-20基金项目：国家自然科学基金资助项目(60572047)；新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0642)FoundationItems:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60572047);TheProgramforNewCenturyExcellentTalentsinUniversity(NCET-06-0642)1)无论是在球面还是平面上，协议模型中，随机网络的单个节点容量是bit/s。2)在物理模型中，随机网

7、络单个节点容量可以达到bit/s，而bit/s是达不到的。第2期涂来等：基于多跳蜂窝网的合群网络模型网络容量效能分析·51·在此基础上，Dousse和Thiran的研究表明：在物理模型中，当衰减函数在原点处一致收敛时，每个节点的可获得容量以的阶减少[8]。Toumpis和Goldsimith给出了常规衰落信道下，在静态网络和动态网络中，单个节点分别可以达到的容量以及节点传输延迟特性[9]。Xie和Kumar研究了网络中的节点利用一种复杂的合作策略来消除干扰的网络容量情况，给出此情况下的任意网络容量上界[10]为。Gastpar和Vetterli研究了在采用物理模