密度自適應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇頭功率控制技術(shù).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量低成本且具有傳感、數(shù)據(jù)處理和無線通信能力的傳感器結(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成的多跳網(wǎng)絡(luò)?？梢栽诖蠓秶鷥?nèi)用于收集、處理和發(fā)布復(fù)雜的環(huán)境數(shù)據(jù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)一般采用電池供電，可以使用的電量非常有限，而且對于有成千上萬節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說，對電池的更換是非常困難的甚至是不可能的。但是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間卻要求長達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年，因此，如何提高網(wǎng)絡(luò)的有效性，增長網(wǎng)絡(luò)的生存期是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的重要問題。

2、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)大多采用分層結(jié)構(gòu)。由于同簇節(jié)點(diǎn)通信使用同一信道，簇的大小直接關(guān)系到每個(gè)節(jié)點(diǎn)究竟具有多少通信能力。當(dāng)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)處于一個(gè)合適的范圍時(shí)，網(wǎng)絡(luò)才能發(fā)揮最好的性能。通常，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)是通過撒播的，節(jié)點(diǎn)分布不均，分布密度無法預(yù)測。成簇后，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)疏密不一。而簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)是由簇頭的覆蓋范圍決定的，簇頭的覆蓋范圍又是由簇頭的發(fā)射功率決定的，因此，我們希望通過調(diào)節(jié)簇頭的發(fā)射功率使簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)。 CDM

3、A的功率控制機(jī)制已比較成熟，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的“簇頭—成員”結(jié)構(gòu)與CDMA的“基站—移動(dòng)臺(tái)”結(jié)構(gòu)相似，可以采用CDMA的功率控制機(jī)制對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小D分簇算法進(jìn)行優(yōu)化。本文詳細(xì)對改進(jìn)算法進(jìn)行了描述，并給出控制簇頭發(fā)射功率的流程圖。 另外，提出了一種采用模糊技術(shù)調(diào)整簇頭功率以改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方案。通過測量簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)與理想節(jié)點(diǎn)數(shù)的差異，調(diào)整簇頭發(fā)射功率。當(dāng)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)離目標(biāo)值較遠(yuǎn)時(shí)，通過比較大的步長使系統(tǒng)迅速逼近目標(biāo)值。越趨近于目標(biāo)