基于貪婪算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點布局的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點一般由電池供電,能量有限。在部署環(huán)境復(fù)雜或人員不可達(dá)的區(qū)域,能量難以補充。研究表明,短距離多跳中繼數(shù)據(jù)的方式有利于降低能量消耗,因此網(wǎng)絡(luò)布設(shè)初期,如何布設(shè)具有路由功能的中繼節(jié)點、采用多跳路由機制傳輸數(shù)據(jù)?這涉及到中繼節(jié)點布局的研究。
　　目前國內(nèi)外對中繼節(jié)點布局算法的研究處于初步階段,布設(shè)中繼節(jié)點時,幾乎不考慮任何限制。然而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用高度相關(guān),中繼節(jié)點的布設(shè)位置在實際應(yīng)用中受到很多物理因素的限制。針

2、對這一問題,本文進(jìn)行具有限制條件中繼節(jié)點布局算法的研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　1、研究面向應(yīng)用的中繼節(jié)點布局問題,根據(jù)圖論初步建立兩層中繼節(jié)點布局模型,將中繼節(jié)點布局問題轉(zhuǎn)化為圖論中的路徑選擇問題。用傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的最大跳數(shù)、通信路徑選擇標(biāo)準(zhǔn)以及通信容量等限制條件對模型進(jìn)行約束并優(yōu)化。依據(jù)貪婪算法的思想,制定最近機制貪婪準(zhǔn)則,當(dāng)遇到局部優(yōu)化問題時,使用空洞繞行法繞過空洞區(qū)域,以采用貪婪算法為主、空洞繞行法為輔的方案對中繼節(jié)點

3、布局算法進(jìn)行設(shè)計。
　　2、針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域為帶狀的情況,將帶狀網(wǎng)絡(luò)演化為線性網(wǎng)絡(luò),設(shè)計了一種基于線性結(jié)構(gòu)的中繼節(jié)點貪婪布局算法。通過最近機制貪婪準(zhǔn)則、最小貪婪準(zhǔn)則以及上述限制條件約束中繼節(jié)點的布局位置。理論分析和仿真實驗驗證了該算法能夠降低能量消耗,延長網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　3、針對復(fù)雜環(huán)境中的中繼節(jié)點布局問題,提出一種基于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的中繼節(jié)點貪婪布局算法。該算法根據(jù)RSSI值或LQI值隨通信距離的變化趨勢確定網(wǎng)格間距,