基于粒子群算法的弹性水声通信网络拓扑优化

摘要

[目的]为应对水声网络因信道传输条件差、时延长、能量严重受限，易出现网络节点通联质量不平衡、节点异常失效等问题导致的网络弹性差，对提高水声网络，特别是含汇聚节点网络的弹性问题进行研究.[方法]在浅海水声信道多径传输条件及复杂海洋环境节点异常失效的情况下，本文以提升网络弹性作为目的，从网络拓扑结构优化的角度，提出了一种基于粒子群的弹性水声网络拓扑优化算法.该算法以网络的覆盖率和连通率为约束条件，综合考虑包括网络弹性指标在内的多项网络性能指标，旨在通过拓扑优化提升水声网络性能的同时保证网络弹性.[结果]仿真实验结果表明，网络拓扑结构经所提算法优化后，网络通信投递率有所提升，在节点随机异常失效的情况下，其网络仍能保持覆盖率和连通率优于其他部署算法.[结论]本文模型和算法部署的水声网络具有很好的网络弹性，能有效应对海洋环境下网络节点随机失效的问题.

关键词

水声网络 / 网络弹性 / 汇聚节点 / 拓扑优化 / 粒子群