一、研究目标

1.解决动态无线网络的基数估计

基数估计，即使用统计推断方法计算大规模匿名图中的结点数。然后对这些节点进行分类，分析网络的逻辑连接，从而识别出网络拓扑。

2.WSN中拓扑发现问题（异构网络的TopDisc）

无线传感器网络是由众多具有通信和计算能力的传感器节点用无线通信方式连接而成，节点具有低成本、低功耗、协同合作等功能。传感器网络中的拓扑控制按照研究方向分为：节点功率控制和层次型拓扑控制组织。在层次型拓扑控制方面主要的算法是TopDisc算法。此算法中提出了两种节点标记算法：三色算法和四色算法。TopDisc算法构成的层次型网络的灵活性不强，重复执行算法的开销过大，且没有考虑到节点的剩余能量问题。

3.基于移动代理的的拓扑发现研究

主要考虑网络中移动代理的数目、布局。利用上述提到的基数估计计算出网络中移动代理的数目，考虑对此网络中的节点聚类（分域），域内如何安排代理以及如何处理代理的移动问题（即管理节点能量不足时代理如何移动）。

4.搭建辅助计算工具或开发软件测试改进方法的有效性、可行性以及准确性。

二、基础工作

1.全面总结了网络拓扑发现技术并系统的比较了一些拓扑发现经典方法，针对其网络拓扑结构、方法分类、评价标准、相关技术、需要考虑的问题等进行理论学习。

2.WSN中TopDisc算法的学习

TopDisc算法是一种基于图论的最小支配集问题的经典算法，利用颜色来描述节点的状态。它主要是靠延时机制来实现对整个无线传感网络的划分，时延主要是依据节点间距离作为依据，因为节点之间的距离直接决定通讯能量消耗的水平。TopDisc构建的网络灵活性不强、重复执行算法的开销过大和没有考虑剩余节点能量等缺点。

3.无线网络基数估计的学习

基数估计的基本思想：只查询一小部分节点来推断关于整个网络状态的信息。（数据淹没、随机移动等）
主要参考文献：
[1]Douik A, Aly S A, Alnaffouri T Y, et al. Robust Node Estimation and Topology Discovery Algorithm in Large-Scale Wireless Sensor Networks[J]. Mathematics, 2015.
[2]Aly S A, Kong Z, Soljanin E. Fountain Codes Based Distributed Storage Algorithms for Large-Scale Wireless Sensor Networks[C]// International Conference on Information Processing in Sensor Networks. IEEE, 2009:171-182.
[3]Kong Z, Aly S A, Soljanin E. Decentralized Coding Algorithms for Distributed Storage in Wireless Sensor Networks[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2009, 28(2):261-267.

4.基于移动代理的拓扑发现学习

移动代理可以在复杂的网络系统中自主的从一台主机移动到另一台主机,并可以选择何时、何方向移动,在移动中它可以根据需要挂起其运行,然后到网络的其它地方重新开始或继续其运行。移动代理主要的思想是将处理分布化,即把需要处理的程序段分发到数据源所在节点或附近的节点上执行,最终只需要把处理结果返回即可,而不是将所有数据都收集到一个节点集中处理,这样有效地节约了网络的带宽,增强了网络处理的并行度和实时性。

移动代理目标是为每个节点尽可能的收集与拓扑相关的信息,并进行定期的分发和更新。节点和移动代理之间互相更新消息,为路由选择提供参考,并选出移动代理的下一跳节点。移动代理内保存一个历史档案,记录每个节点最后一次被访问的时刻,移动代理选择最长时间没有被访问过的节点作为下一跳。

例如：当一个Adhoc网络规模较大时,存在收敛速度慢、控制开销大、路由经常中断等问题,因此为了提高网络的性能,大型的Adhoc网络通常采用分区域管理的模式，即依据地理位置把网络分为几个区域,如图所示,每个区域选出一个管理节点,每个节点内有一个常驻代理,常驻代理根据当前节点的处理状态或电池状态来决定何时对接收到的代理信息进行处理。

主要参考文献：
[1]丁玲, 余敬东. Ad hoc网中一种改进的基于移动代理的拓扑发现策略[C]// 2006年通信理论与信号处理年会. 2006.
[2]栾卫平. 基于移动代理的无线传感器网络拓扑发现及优化分簇算法[D]. 西安电子科技大学, 2012.

三、下一步工作计划

1.用户数据的采集。
2.大量的阅读动态无线网络相关的估计模型，然后提出自己所研究的无线网络模型，并结合所阅读文献提出一个高效的基数估计方法。
3.移动代理的拓扑发现。例如：考虑网络中移动代理的数目、布局。利用上述提到的基数估计计算出网络中移动代理的数目，考虑对此网络中的节点聚类（分域），域内如何安排代理以及如何处理代理的移动问题（即管理节点能量不足时代理如何移动）。
4.寻找更加合理的理论知识运用到前期的成果中。
5.对之前的研究工作进行认真的总结、归纳，梳理条路，撰写论文。

四、解决的关键技术

1.动态无线网络中如何进行基数估计。如：数据淹没、随机游动等。
2.数据采集问题。如：搭建数据采集平台。
3.无线传感器网络中如何去选择有用的点。
4.如何去评价优化算法的有效性。如：搭建辅助计算工具。