自由空间光通信网络拓扑形成及路由算法研究课程设计(论文).docx

自由空间光通信（Free Space Optical Communication，FSO）是一种利用红外激光进行高速无线信号传输的技术，具有成本效益高、传输容量大、系统设计简洁、接入便捷等显著特点。FSO网络融合了传统移动Ad Hoc网络的自我组织性、独立组网能力、去中心化以及抗毁性强的优点，并且能利用其高定向性的无线传输特性，实现网络物理层的高效收发控制。 在FSO网络中，网络的拓扑形成和路由算法是关键组成部分。传统的移动Ad Hoc网络拓扑通常基于节点间的随机连接，而在FSO网络中，由于激光通信的指向性和距离限制，拓扑构建需要更为精确和有序。本课程设计研究了一种分布式拓扑形成算法，该算法通过迭代过程来建立节点间的连接，最终形成一棵树形结构，旨在满足军事应用中对快速连通性的需求。在Visual C++环境中，此算法进行了模拟和仿真，对结果进行了分析，并针对不足之处提出了改进策略，优化后的算法能够形成最优的网络拓扑结构。 路由算法在FSO网络中同样至关重要。基于形成的最优拓扑，本设计提出了一种有效的路由算法，该算法考虑了网络中的度约束条件，即每个节点的最大连接数。通过图形化的解释，展示了算法的工作原理和路径选择策略，确保数据包能够在网络中高效、可靠地传输。经过论证，对于度受限的FSO网络，自下而上的最小度生成树算法被证明是初始化阶段的首选方法，因为它能够在保证网络连通性的同时，最大限度地减少资源消耗。 关键词：自由空间光通信，初始化算法，生成树，路由算法 这篇课程设计不仅深入探讨了FSO网络的初始化和路由问题，还结合实际环境进行了仿真优化，为FSO网络的实际应用提供了理论支持和技术参考。随着无线通信技术的不断发展，FSO网络技术的应用领域将不断扩大，包括军事通信、偏远地区通信、卫星通信等，而本研究中的算法和方法无疑将有助于提高这些应用场景下的网络性能和稳定性。