具有各向异性辐射节点的受限三维网络的连通性

在具有随机定向方向性天线方向图的自组织网络中，节点通常具有较少的短链路和较多的长链路，这些长链路可以将原本孤立的子网络连接起来。已知这一网络特征能够改善工作在低信道路径损耗下的二维随机网络的整体连通性。为此，我们推进了最近建立的结果，获得了针对简单但实用的各向异性增益分布（包括贴片、偶极子和端射阵列天线）的三维网络平均度的解析表达式。我们的分析表明，对于均匀系统（即忽略边界效应），仅当路径损耗指数小于空间维数时，方向性辐射方向图才优于各向同性情况。此外，我们确立了利用方向性发射和各向同性接收天线（或反之）的自组织网络，无论环境路径损耗如何，其连通性始终处于次优状态。我们将分析扩展至研究非均匀系统中的边界效应，并探讨了方向性辐射节点相对于各向同性节点处于劣势的几何原因。最后，我们讨论了由许多等间距波瓣组成的多方向增益方向图，其可用于缓解边界效应并改善整体网络连通性。