能量高效的異類無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制.pdf

1、微機電系統(tǒng)和無線通信技術的快速發(fā)展孕育了無線傳感器網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡可應用于布線和電源供給困難的區(qū)域、人員不能到達的區(qū)域(如受到污染的區(qū)域、環(huán)境被破壞的區(qū)域或敵對區(qū)域)等。在這些應用中,由于傳感器節(jié)點的能量不易補充,如何提高能量效率成為傳感器網(wǎng)絡研究的重大問題。為了解決傳感器網(wǎng)絡的能量高效問題,在傳感器網(wǎng)絡的各層都提出解決方法,總體來講可以分為兩類:一類是拓撲控制、一類是數(shù)據(jù)傳輸控制。拓撲控制與數(shù)據(jù)傳輸控制在降低傳感器網(wǎng)絡能量消耗方面

2、有著同樣重要的作用?，F(xiàn)有的大部分拓撲控制算法都是針對同類網(wǎng)絡(即假定各傳輸節(jié)點完全相同的網(wǎng)絡)進行的。然而,在實際應用中,傳感器網(wǎng)絡的各節(jié)點往往是不同的,即使是同一型號的節(jié)點間也存在微小的差異,這就形成了異類傳感器網(wǎng)絡。研究表明同類傳感器網(wǎng)絡中使用的拓撲控制方法如果直接用于異類傳感器網(wǎng)絡會影響網(wǎng)絡的連通性,雙向性等特性。因此,針對異類傳感器網(wǎng)絡的拓撲控制算法的提出對傳感器網(wǎng)絡的能量控制有著十分重大的意義。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡的結構、特

3、點、應用范圍;分析了傳感器網(wǎng)絡研究中的關鍵因素;并重點闡述了現(xiàn)有解決傳感器網(wǎng)絡能量高效性問題的方法。然后從拓撲控制的角度研究了傳感器網(wǎng)絡的能量高效問題。并提出了兩種基于異類無線傳感器網(wǎng)絡的拓撲能量優(yōu)化算法:DRNGC和DLSSC。接著對DRNGC、DLSSC以及R&M等拓撲能量優(yōu)化算法進行了分析比較。討論了它們的連通性、雙向性、能量有效性的問題。實驗表明,這兩種算法不改變網(wǎng)絡的連通性和雙向性,減輕了簇頭節(jié)點的負擔,延長了網(wǎng)絡和簇頭的使用