無線傳感器網(wǎng)絡虛擬骨干網(wǎng)構(gòu)造算法研究.pdf

1、近年來,無線傳感器網(wǎng)絡已經(jīng)廣泛應用于各種領域,且應用類型多種多樣。無線傳感器網(wǎng)絡沒有固定的基礎設施,由一定數(shù)量的無線傳感器組成。這些傳感器節(jié)點是可移動的,帶有RF收發(fā)器等無線通訊設備,執(zhí)行傳感、數(shù)據(jù)處理和通信任務。傳感器節(jié)點能量有限,并且洪泛路由機制會導致過多通信冗余,耗費許多節(jié)點能量,導致部分節(jié)點過早失效,尤其是廣播風暴問題。因此,需要設計優(yōu)良合理的拓撲控制協(xié)議,延長節(jié)點及整個網(wǎng)絡的壽命。
　　通常情況下,假設無線傳感器網(wǎng)絡是同

2、構(gòu)的,且至少要工作一段時間。那么,如何節(jié)省節(jié)點能量,變成了無線網(wǎng)絡研究領域的關鍵問題之一。無線網(wǎng)絡拓撲控制可以解決此類問題,確保節(jié)點能耗平衡,從而延長整個網(wǎng)絡的生命周期。拓撲控制問題是在無線網(wǎng)絡模型圖中,計算具有某些特殊性質(zhì)的子圖。這些性質(zhì)包括連通性、低節(jié)點度和低干擾等等。通常會考慮節(jié)點簇和節(jié)點控制集這兩種拓撲控制。
　　虛擬骨干網(wǎng)(VB)可以極大地減少冗余信息,從而減少節(jié)點通信時的能耗,進而改善網(wǎng)絡性能。本文通過構(gòu)造連通控制集(

3、CDS),由 CDS來完成虛擬骨干網(wǎng)的任務。連通控制集作為虛擬骨干網(wǎng)是目前此研究領域的重點研究內(nèi)容?；谶B通控制集的虛擬骨干網(wǎng)與基于非連通的虛擬骨干網(wǎng)相比較,前者具有更多良好的幾何性質(zhì),能更好的劃分網(wǎng)絡拓撲層次。骨干網(wǎng)上的節(jié)點負責收集信息和傳送信息,擔任整個網(wǎng)絡的路由功能。
　　本文對現(xiàn)有的連通控制集算法進行了仔細研究和總結(jié),根據(jù)研究結(jié)果,分別設計了基于邊控制能力和干擾感知的連通控制集算法。目前基于干擾的拓撲控制算法的研究相對較少

4、,且大多數(shù)文獻中認為較低的節(jié)點度產(chǎn)生較少的干擾。然而,事實并非如此。干擾感知的拓撲控制算法是當前研究的熱點。本文應用理論證明來確保算法的理論正確性,同時通過仿真實驗,根據(jù)仿真結(jié)果來分析算法的性能。
　　本文共有五章,第一章給出了無線網(wǎng)絡控制集和虛擬骨干網(wǎng)的定義。并且針對此方面問題的研究現(xiàn)狀,提出了本文研究方向。在第二章中,我們首先介紹了幾種常用的無線網(wǎng)絡模型。其次,對現(xiàn)有的控制集算法進行分類總結(jié)。緊接著給出了相關的經(jīng)典研究算法。通