38、容错功率感知拓扑控制技术解析

容错功率感知拓扑控制技术解析

在无线移动网络中，维持网络的连通性以及降低能耗是至关重要的。为了在网络出现故障或负载增加时仍能保持连通性，本文将介绍一种基于本地信息的分布式拓扑构建算法。

问题阐述

考虑一个在二维平面上部署的 n 节点、多跳、自组织无线网络。每个节点能够调整其传输功率，最大传输功率记为 (P_{max})。这样的网络可以建模为一个图 (G = (V, E))，其中顶点集 (V) 表示节点，边集 (E) 定义如下：
[E = {(x, y)|(x, y) \in V \times V \land d(x, y) \leq R_{max}}]
这里 (d(x, y)) 是节点 (x) 和 (y) 之间的距离，(R_{max}) 是在最大功率 (P_{max}) 下传输可到达的最大距离。此图 (G) 被称为最大功率网络。

本文的目标是基于本地信息以分布式方式构建一个图 (G’\subseteq G)，使得对于任意节点对 (u) 和 (v)，图 (G) 中 (u) 和 (v) 之间的最小能量路径在 (G’) 中也得以保留，并且 (G’) 在任意两个节点之间至少有两条顶点不相交的路径，从而提供容错能力。

相关工作

在无线移动网络的功率控制算法研究方面，虽然已有大量工作，但同时考虑最小化能耗和提供容错能力的研究较少。以下是一些相关算法及其存在的问题：
|算法名称|提出者|优点|缺点|
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|CONNECT 和 BICONN - AUGMENT| Ramanathan 等|提出两种启发式方法处理移动环境动态性|启发式方法不能绝对保证