王鋒　舒黎忠

摘要：研究基于多域認知的艦艇鳊隊自組網拓撲自主優(yōu)化與適變控制機制，提出一種自主優(yōu)化與適變控制相結合的遞進式拓撲控制方案，通過網絡初始化部署和運行中的動態(tài)維護，實時優(yōu)化網絡拓撲，適變控制由事件觸發(fā)，在網絡性能下降或發(fā)生故障時，采用鏈路調整和節(jié)點調整兩種手段，恢復網絡性能。

關鍵詞：艦艇編隊 自組網 自主優(yōu)化控制

中圖分類號：E11 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0005-02

利用艦艇編隊自組網的多域認知功能，根據每個子網里，服務類型種類的區(qū)別，來產生面向不同服務類型的網絡拓撲結構，從而可以提高網絡的容量，提高網絡的安全性和可靠性。

該文以上層應用中的通信類型為例，設計一種保證網絡連通性，且面向服務需求的基于最小權重方式的拓撲控制算法。

1.艦艇編隊自組網的拓撲構建

在初始拓撲圖G的基礎上，按照鏈路的權重大小對鄰居節(jié)點的個數進一步減小，建立出定向的鄰近圖。

為了能夠使鏈路的可靠性提高，同時誤碼率降低，要進行鏈路權重指標設置，該指標可以反映出所收到的數據幀的質量。計算公式如下為

在信息收集階段確定了網絡的初始拓撲圖G后，節(jié)點在所生成的拓撲圖中按下列標準構建有向鄰近圖，形成新拓撲圖G。確定鄰居節(jié)點集的規(guī)則定義如下：如果v∈Ne（u）（節(jié)點u經過信息收集階段確定的鄰節(jié)點集合），即d（u，V）≤Ru。依據上述規(guī)則，構建出定向鄰近圖G。

2.艦艇編隊自組網的拓撲優(yōu)化

異構無線自組網在拓撲控制過程中存在很多單向鏈路。首先構建一個基于圖G的雙向連通拓撲子圖的初始化圖G，在初始化子圖的基礎上再進行定向鄰近圖（圖G）的構建。最后通過對方向鏈路的添加或刪除從而將圖G里的單向鏈路都變?yōu)殡p向的鏈路。

該文所提出算法主要的思想為在對初始化的拓撲圖G里雙向的鏈路進行保留的基礎上來構成初始化的拓撲子圖G'。

因為人們將網絡根據節(jié)點的密度不同而分為不同區(qū)域，所以按照區(qū)域不同用不同措施來進行分別優(yōu)化。當某個區(qū)域的節(jié)點的密度比較大時（即K值比較大），為了可以使網絡容量增大，筆者通過將方向性的鏈路進行刪除從而保證網絡是雙向連通的；當一個區(qū)域的節(jié)點密度比較小時（即K的值比較?。?，為了防止將網絡進行分割，可以通過進行方向性鏈路添加的辦法來保證網絡雙向的連通。

3.仿真分析

該文的算法通過NS2網絡仿真軟件進行仿真，筆者將該文的算法記為K-DRNG，將節(jié)點均勻地分布到750 km×750 km大小的方形區(qū)域中，網絡中節(jié)點個數為16個，網絡業(yè)務是CBR流，其每個報文長度是512字節(jié)。設節(jié)點通信半徑為250～300km的范圍內隨機分布。并將仿真的結果和UDG、DRNG兩種典型算法的到的節(jié)點的平均時延和吞吐量隨著負載變化的結果進行了比較。

根據圖1及圖2的結果能夠看出，因為K-DRNG是通過增加定向天線的傳輸距離來提高性能的，所以其網絡性能比由DRNG方法得到的網絡性能要好。若網絡的負載比較大，則由K-DRNG具有最小的網絡時延和最大的吞吐量。當負載大小逐漸變大時，KDRNG可以使鄰接節(jié)點的個數進一步減少，因此通信干擾也會進一步降低，網絡時延隨之變小，吞吐量增大。

4.結語

該文提出一種自主優(yōu)化與適變控制相結合的遞進式拓撲腔制方案，通過網絡初始化部署和運行中的動態(tài)維護，實時優(yōu)化網絡拓撲，適變控制由事件觸發(fā)，在網絡性能下降或發(fā)生故障時，采用鏈路調整和節(jié)點調整兩種手段，恢復網絡性能。仿真結果證明了該文提出的拓撲控制算法可以提高網絡性能，增加吞吐量。