多层序列规划的无线多跳网络能耗优化拓扑干预算法.pdf

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1、第32卷第8期计算机应用研究V0l_32No．82015年8月ApplicationResearchofCompute~Aug．2015多层序列规划的无线多跳网络能耗优化拓扑干预算法冰王迤冉，王春霞(1．周口师范学院计算机科学与技术学院，河南周口466001；2．商丘师范学院计算机与信息技术学院，河南商丘476000)摘要：对于无线多跳网络，基于网络搅拌的拓扑干预机制可实现分布式可调的高能效无线拓扑，然而传统的拓扑干预机制没有解决底层节点与边搅拌子机制之间的平衡问题。提出了一种平衡的能耗优化拓扑干预算法，该算法首先使用多层序列规划法将一般的非线性优化问题转换为边搅拌和节点搅拌子机制的独立优

2、化子问题，然后利用这些问题的解分析网络中的能量消耗与平均路径长度之间潜在的平衡性能。通过在不同网络规模和操作需求下的仿真，验证了该算法的有效性和适用性，并发现了在能耗约束与吞吐量约束的网络中，节点搅拌机制与边搅拌机制的平衡点。关键词：无线多跳网络；拓扑干预；网络搅拌；未来因特网中图分类号：TP393．02文献标志码：A文章编号：1001．3695(2015)08．2475．05doi：10．3969／j．issn．1001—3695．2015．08．057Topologyinterventionalgorithmwithenergyconsumptionoptimizationbasedo

3、nmulti—layersequentialprogrammingWangYiran，WangChunxia(1．SchoolofComputerScience&Technology，ZhoukouNormalUniversity，ZhoukouHenan466001，China；2．Dept．ofComputer&Informa—tionTechnology，ShangqiuNormalCollege，ShangqiuHenan476000，China)Abstract：Inwirelessmulti—hopnetworks，thenetworkchurnbasedtopologyint

4、erventionschemecanimplementthedistribu—tedandadjustableenergy—eficientwirelesstopologies，whilethebalancebetweentheunderlyingnodeandedgechurnsub-mechanismsremainstobesolvedintraditionaltopologyinterventionschemes．Thispaperproposedanequilibriumenergycon—sumptionoptimizationbasedtopologyinterventiona

5、lgorithm．Thealgorithmfirstlydecomposedthegeneralnon-linearoptimiza-tionproblemsintotwosmallerindividualoptimizationproblemsofedgechurnandnodechurnsub--mechanismsviathemulti—-layersequentialprogrammingmethod．Thenitanalyzedtheinherentbalancecharacteristicbetweentheenergyconsumptionandaveragepathleng

6、thbyexploitingthesolutionsoftheseproblems．Throughsimulationundervariousnetworkscalesandoperationaldemands，itverifiestheeficiencyandfeasibility．Simulationresultsalsoshowthebalancepointbetweenthenodechurnschemeandedgechurnschemeinenergyconsumptionandthroughputrestrictednetworks．Keywords：wirelessmult

7、i-hopnetworks；topologyintervention；networkchurn；futureInternet无线捷径法是改进无线多跳网络拓扑的一种方法，如果某0引言个节点对可以使得平均跳数减小，则该节点对就称为无线捷径J。已有研究将无线捷径法用来增强传感网或Adhoc网络无线多跳网络(WMHN)是未来无线网络的一个重要特的网络拓扑，不同的准则确定的无线捷径以及无线捷径方式是征。一般而言，无线多跳网络由小型