临近空间信息网成簇方案的设计与仿真

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临近空间信息网由地面到海拔100公里以下范围内节点组成,是一种天空地一体化的新型自组织网络,在情报收集、侦察监视、通信保障等方面具有显著的应用优势。高效的成簇方案对于保障网络的可扩展性具有重要意义。   针对网络特点,提出临近空间信息网的成簇方案。根据网络的高异构性,为节点分配不同的角色,采取不同的入网策略,使性能较高的节点在簇首竞争中处于优势。充分利用网络中部分节点运动的可预知性,采用静态配置与动态调整相结合的方式。根据网络规模划分多级簇结构,将临近空间静态节点设置为顶级簇的簇首,在其覆盖范围内综合考虑节点状态和网络环境等因素,选举各级逻辑簇簇首,划分相应的簇区域。通过“呼吸”机制进行簇维护,备用簇首提高了簇结构的抗毁性。考虑到具有组移动特性的编队运动,设计了编队簇的建立和维护算法。   采用NS2模拟软件对临近空间信息网成簇方案进行仿真测试,结果表明:成簇方法划分的簇结构,能够获得最佳的簇首数量,减少簇首的更新率,使簇结构的负载更均衡,提高簇的生存时间,使簇结构更稳定,减小了成簇开销,提高了网络性能,适用于临近空间信息网。
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