[发明专利]基于分簇的无线光通信网络动态拓扑控制方法

说明书

本发明提出了基于分簇的无线光通信网络动态拓扑控制方法，旨在通过以链路保持时间作为链路权值进行分簇，使得簇内拓扑结构变化范围小，从而提高无线光通信网络拓扑结构的稳定性，实现步骤为：对无线光通信网络进行初始化；每个节点对邻居节点扫描，获取邻居节点集合V_n；从集合V_n中选取邻居节点，计算链路保持时间；利用链路保持时间，建立簇内链路；初始化节点簇间备选节点集合V_A和簇间链路优先队列W；从集合V_A选择簇间链路存入优先队列W，选出簇间链路；连接簇间链路，构建无线光通信网络拓扑结构；当网络有节点的加入或退出、或网络的运行时间达到拓扑更新周期T时，对网络拓扑结构进行拓扑更新，完成拓扑控制。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，涉及一种无线光通信网络动态拓扑控制方法，具体涉及一种基于分簇的无线光通信网络动态拓扑控制方法，可用于移动节点下的无线光通信网络动态拓扑控制。

背景技术

光通信是指以光波为载波的通信方式，包括光纤、无线光、以及可见光等通信技术。其中，无线光通信(Optical Wireless Communication，OWC)是指采用紫外、蓝绿、红外等波段(典型值为266nm、450～570nm、850nm、1310nm、1550nm、10.6um)作为通信信息的载体，以大气/海水/自由空间作为传输介质进行信息传输的通信方式。无线光通信作为一种新型的通信技术，同时具有光纤通信和移动通信的优势，可实现宽带传输，无需频率申请，并且抗电磁干扰，保密性好，并结合移动通信机动性强的优点，能够有效缓解当前射频频带紧张及带宽需求大等问题，在应急通信、本地网接入、卫星通信、以及军事通信等领域的应用前景广阔。

目前，无线光通信领域的应用方式基本采用点对点通信，随着通信设备数量和带宽需求的增加，单纯的点对点通信已经不能满足大规模网络应用的要求，需要无线光通信组网技术的支持。在组网技术中，拓扑控制是建立网络的最重要的技术之一，主要通过控制网络节点间通信链路的建立和节点的传输范围，以提高整个网络的连通性与稳定性等性能。

拓扑控制包括静态拓扑控制和动态拓扑控制，在节点固定情况下的通信网络，只需要静态拓扑控制使网络保持较高的连通性，针对目前越来越多的移动需求，需要考虑节点移动所带来的网络不稳定等问题，需要动态拓扑控制技术解决此问题；传统射频无线网络动态拓扑控制技术已经发展相对成熟，但无线光通信网络拓扑控制不同于传统射频无线网络，相比射频通信，无线光通信终端携带有限的收发器使其节点度受限，并只能定向收发信号，随着节点的移动速度的提高，这导致无线光链路更容易断开，网络拓扑结构随时都发生变化，使得无线光网络拓扑控制难度增加，更需要无线光网络动态拓扑控制增强网络的稳定性。