用于Ad Hoc网络中基于情景感知的功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在战场和应急救援等复杂网络环境下通过功率控制机制来消除Ad Hoc网络出现网络分割的方法，提高网络生存性，本发明涉及到情景感知技术、节点功率控 制、DS证据理论和节点故障状态推断，特别是涉及节点情景建模和基于节点故障状态推断 的功率控制方法。
【背景技术】
[0002] Ad Hoc网络[1]是一种特殊的通信网络，因其无中心、自组织和多跳路由等特点， 具备良好的抗毁性和灵活性，在军事领域得到广泛应用。但是，战场环境复杂多变且较为恶 劣，各种自然和人为因素都可能造成某些节点（特别是瓶颈节点）的异常或失效，导致网络 分割，进而中断正常的通信活动。为了使Ad Hoc网络具备较高的可靠性和生存性，在网络 产生分割时对网络结构进行重构，及时恢复中断的通信是十分必要的。
[0003] 由此可见，设计一种高效的网络重构算法有助于在某些恶劣条件下，完成网络的 基本通信任务。冯永新[2]等针对移动Ad Hoc网络提出了一种具有QoS保障的网络重构算 法，主要通过开启备用、重构路由和重新划分网络周边界三种手段，重点说明了在已知失效 节点的前提下如何重构网络，而未说明如何对故障节点进行定位。李建东[3]等从数学角度 揭示了 Ad Hoc网络中瓶颈节点与邻节点度和基本回路度两要素之间的关系，可找出网络中 这些瓶颈节点，但未给出对节点生存状态判定的方法。董妍[4]虽在其网络重构算法中说明 了通过故障概率函数对故障节点定位的过程，但其只是考虑了一些与自身状况相关的因素 来作为判断的依据，并未考虑外在环境因素。并且其故障概率函数的设计也具有一定的主 观性。文献[4]和[5]均使用了 k跳邻域扩散的方法来对网络进行重构。王丹阳[6]提出了 一种路由重构算法，可以在节点失效或者网络结构发生变化时，恢复网络拓扑结构的传输 链路，但这种方法的基本前提是存在这样的无线链路，也即网络没有被分割。简而言之，当 前技术研究大多对节点生存状态的判断都是在较理想的条件下进行的，具有环境无关性。
[0004] 近年来，伴随着泛在计算出现的一种新的计算模式--情景感知技术逐渐引起 来学术界的关注。利用情景感知计算技术强大的环境自适应性可用于网络节点功率的控 制，进而实现消除随时可能出现的网络分割现象。Dey[7]给出了一个被广泛接受的情景定 义，即任何可以表征一个实体所处环境的信息，都可以被称作是"情景"。而"实体"是与人 机交互相关的人，地点或者物体，也包括用户和应用本身。对于情景的分类方法多种多样， 其中顾君忠M定义了一个情景谱系，较为全面地概括了各类情景，包括了计算情景、用户情 景、物理情景、时间情景和社会情景。情景感知计算一般包括三个阶段，即情景收集、情景推 理和决策执行。其中，情景推理使用的技术十分丰富，包括决策树、朴素贝叶斯、隐马尔科夫 过程、DS证据理论、支持向量机、人工神经网络、贝叶斯网络等等。情景推理得出的结果作 为系统的输入，并作为系统控制或者配置的依据。
[0005] 在Ad Hoc网络中，实际应用情景感知技术主要难点在于收集情景的种类往往十 分丰富，所以如何对情景进行高效地建模，组织好各类信息之间的关系就变得十分重要，以 机器可以理解的方式定义和存储情景。目前，主要的建模方法包括关键值模型、模式标记 模型、图形模型和本体模型等等。同时，随着时间的推移，网络节点需要存储的历史信息也 会变得庞大，所以需要对保存的历史信息长度加以合理的控制，以尽可能地降低存储情景 信息给节点带来的存储上的负担。此外，在Ad Hoc网络中应用情景感知技术需要考虑情景 信息交互对网络带宽造成的压力，通过减少冗余信息的传播和设计高效的情景交互协议来 提高信息交互的效率，降低情景传播对网络正常业务的影响。最后，需要根据对情景信息新 鲜度的要求设定合理的交互频率，频率越高，信息新鲜度越高，但造成的带宽压力也不容小 觑，反之，则可能造成信息不能及时同步，带来情景推理的误差，所以需要合理选取信息的 交互频率。
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【发明内容】
[0021] 发明目的：本发明针对战场环境下Ad Hoc网络容易因节点失效而产生网络分割 的问题，提出了一种基于情景感知的节点功率控制方法（DPCAC)。该方法通过功率控制