异构无线自组织网络的虚拟骨干网构建

Recently, Because of the rapid improvements of VLSI, embedded sensor, and wireless radio communication technologies, the cost of wireless nodes is going down and their performance is getting better. This promotes the development of some frontier research of wireless ad hoc networks, such as Joint Tactical Radio System, UAV ad hoc networks, satellite ad hoc networks, smart dust and underwater acoustic sensor networks. These new technologies gradually entered the industrialization process and used in practice. Since there is no fixed infrastructure, wireless ad hoc networks need to construct a virtual backbone to support routing. The construction of virtual backbone is a key problem in wireless ad hoc networks. At present, main approximation algorithms of minimum connected dominating set construction are for homogeneous networks. However, heterogeneous and 3D distributed wireless ad hoc networks are seldom studied. Thus, this project aims to study minimum connected dominating set construction algorithms and virtual backbone construction in heterogeneous wireless ad hoc networks, in order to ensure the applicability of wireless ad hoc networks in practical and promote the utilization of related researches.

近年来，随着超大规模集成电路、嵌入式传感器和无线通信技术的迅速发展，无线自组织网络节点成本越来越低，性能却逐渐增强。这促进了无线自组织网络的一些前沿研究的发展，比如联合战术无线电系统、无人机自组网、卫星自组网、智能微尘、水声传感器网络等，也使得将这些新技术逐渐步入产业化进程并在实际中得到部署和应用。由于没有固定的基础设施，无线自组织网络需要构建一个虚拟骨干网来支持路由。虚拟骨干网的构建是无线自组织网络的一个核心问题，目前主要的虚拟骨干网构建算法是一种基于最小连通支配集的方法。然而，目前主要的最小连通支配集构建近似算法主要针对同构网络，较少考虑无线自组织网络发展过程中出现的节点异构与三维空间中分布的特点。因此，本项目拟研究异构模型下最小连通支配集构建算法与虚拟骨干网构建问题，以保障无线自组织网络在实际部署场景下的适用性，并推动相关研究的实用化进程。

近年来，随着大规模集成电路、嵌入式传感器和无线通信技术的迅速发展，无线自组织网络节点成本越来越低，性能却逐渐增强。这促进了无线自组织网络的一些前沿研究的发展，包括无人机自组网、水声传感器网络等，也使得这些新技术逐步进入产业化进程并在实际中部署和应用。由于没有固定的基础设施，无线自组织网络需要构建一个虚拟骨干网来支持路由。虚拟骨干网构建是无线自组织网络的一个核心问题，目前的虚拟骨干网构建算法通常基于最小连通支配集。然而，目前主要的最小连通支配集构建算法主要针对同构网络，较少考虑节点异构和三维空间中分布的问题。因此，本课题研究了异构模型下最小连通支配集构建算法与虚拟骨干网构建的问题。我们通过对于现实场景下三维、异构无线自组织网络组网、路由等问题进行多场景、多目标理论框架的研究，通过学术交流与产学研结合等方式参与学术界与国内相关企业的应用技术落地与工业系统研发，实现了项目的预期目标。