無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量均衡與時延優(yōu)化問題研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點組成的自組織無線網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)在軍事國防、工農(nóng)業(yè)等諸多重要領(lǐng)域體現(xiàn)了巨大價值，并被認為是21世紀最重要的技術(shù)之一。但是由于技術(shù)、經(jīng)濟等條件的制約，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在絕大多數(shù)的實際應(yīng)用中都面臨著能量消耗不均衡以及數(shù)據(jù)發(fā)送時延過長等兩大問題。
　　 為了有效地解決這些問題，同時根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用特點，本論文設(shè)計了一種基于定向擴散(Directed Diffusion)的通信策略：依靠網(wǎng)絡(luò)中已存儲的

2、數(shù)據(jù)“感知”并“預(yù)測”目標變化的快慢，并依此來決定傳感器節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率；同時通過能量感知路由提高傳感器節(jié)點能量的均衡性，從而實現(xiàn)能量的高效利用，提高整個網(wǎng)絡(luò)的生存時間。基于這樣的思想，提出了定向擴散的兩種改進算法：定向擴散-DD以及定向擴散-DDEA。仿真結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)的定向擴散，定向擴散-DD和定向擴散-DDEA在能量均衡和網(wǎng)絡(luò)生命周期等方面都有很大改善。
　　 另外，針對傳統(tǒng)的“Data Mules”策略數(shù)據(jù)發(fā)送

3、時延過長，并且很難保證網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送的公平性問題，提出了通過調(diào)整Mules工作區(qū)域的面積并且設(shè)計Mules的移動軌跡來對“Data Mules”策略進行改進的方法。分析可知，縮小Mules的工作區(qū)域及其覆蓋重疊區(qū)域可以有效的降低數(shù)據(jù)發(fā)送的平均時延，提高節(jié)點之間數(shù)據(jù)發(fā)送的公平性。基于這樣的結(jié)論，論文對“Data Mules”策略進行了改進，設(shè)計了幾種優(yōu)化線路作為參考。仿真結(jié)果表明改進算法在降低數(shù)據(jù)發(fā)送時延以及提高數(shù)據(jù)發(fā)送公平性等