無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于樹(shù)的負(fù)載平衡算法研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)、片上系統(tǒng)、通信技術(shù)和低能耗嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)應(yīng)運(yùn)而生,已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一個(gè)新興領(lǐng)域。它有十分廣闊的使用前景,目前已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療、商業(yè)、環(huán)境等系統(tǒng)的各個(gè)方面。
　　由于傳感器節(jié)點(diǎn)自身攜帶能量低、不可充能、無(wú)人值守等特點(diǎn),極大程度限制了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作時(shí)間。在不知道節(jié)點(diǎn)具體位置的情況下如何建立一個(gè)高效連通的網(wǎng)絡(luò)是目前面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。
　　本文針對(duì)WSN中的

2、數(shù)據(jù)收集問(wèn)題,以最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期為目的,在分析了大量網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上,對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)收集進(jìn)行研究,建立不同的模型,提出了兩種不同算法,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法性能。本文具體做了以下兩方面工作:
　?、籴槍?duì)精確數(shù)據(jù)收集,在不知道節(jié)點(diǎn)位置信息的情況下,提出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡算法(LBAPDG)。它以最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期為目標(biāo),用多項(xiàng)式啟發(fā)算法求解了一個(gè)需要構(gòu)造最優(yōu)生成樹(shù)的NP完全問(wèn)題。該算法首先通過(guò)Sink節(jié)點(diǎn)構(gòu)造一棵具有最多孩子的生成

3、樹(shù),在這棵樹(shù)的基礎(chǔ)上,采用宏觀的廣度優(yōu)先搜索不斷轉(zhuǎn)移瓶頸節(jié)點(diǎn)的子孫到其它負(fù)載較輕的節(jié)點(diǎn)上,網(wǎng)絡(luò)負(fù)載依次從第一層節(jié)點(diǎn)開(kāi)始逐層向下進(jìn)行平衡,底層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)移時(shí)不能影響高層的負(fù)載平衡,只能在某一子樹(shù)內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)移。該算法以層為單位平衡網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。
　　②針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)收集不能用LBAPDG算法解決的問(wèn)題,提出了一個(gè)LBACDG算法。它以最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期為目標(biāo),根據(jù)稠密網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)利用接收發(fā)送功率之間的相互關(guān)系,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)模型。該算法通過(guò)貪心策