一种适用于非均匀路径损耗与多径传播无线环境的新分布式拓扑控制算法

无线多跳网络中的每个节点均可调整其发射功率水平，通过选择直接通信的邻居节点来改变网络拓扑以节省能量。许多先前的分布式拓扑控制算法均假设每个节点能够推导某些基于位置的信息，如相对于自身的邻居节点的方向和距离。然而，在实际环境中，由于路径损耗指数变化巨大导致距离估计出现显著误差，此类基于位置信息的推导并不可靠。此外，多径效应可能导致具有不同损耗特性的不同信号路径，且这些路径均可能非视距，使得难以估计邻居节点的方向。本文提出了步长拓扑控制 (Step Topology Control, STC) 算法，这是一种简单的分布式拓扑控制算法，无需使用任何基于位置的信息即可在保持异构传感器网络连通性的同时降低能耗。我们表明，与同样在不使用基于位置信息的情况下保持连通性的其他已知算法相比，STC 算法实现了相同或更优的通信与计算复杂度阶数。我们还提供了基于详细模拟的对比分析，展示了各算法实现的节能效果与干扰抑制能力。结果表明，尽管未增加更高的通信或计算复杂度，STC 算法在均匀无线环境中的表现优于其他算法，而在路径损耗特性非均匀时表现尤为出色。