基于骨干結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓撲控制算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為21世紀新興的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)，能夠自主進行實時感知、采集和處理信息的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)把邏輯上的信息世界與真實的物理世界緊密結(jié)合起來，從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”的新型計算模式。無論是在公共安全和國防，還是在監(jiān)測的各個領(lǐng)域，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)均有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　拓撲控制是指在滿足網(wǎng)絡(luò)連通度和覆蓋率的條件下，通過調(diào)整節(jié)點的通信半徑來選擇合適的骨干節(jié)點并將網(wǎng)絡(luò)中冗余的節(jié)點鏈路刪除，以達到優(yōu)化信息數(shù)據(jù)傳輸

2、方式的一種管理和控制網(wǎng)絡(luò)的方法。它是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)性課題，對路由優(yōu)化、能量節(jié)省和資源分配具有重要作用。基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個能量受限的網(wǎng)絡(luò)，本文設(shè)計幾種拓撲控制算法，以達到延長網(wǎng)絡(luò)生存時間和提高節(jié)點間能耗均衡的目的。
　　基于骨干的拓撲控制是拓撲控制方法中非常重要的一種?；诠歉傻耐負淇刂剖侵竿ㄟ^選擇恰當?shù)墓歉晒?jié)點，將網(wǎng)絡(luò)分割成樹型層次的傳輸子網(wǎng)。樹型結(jié)構(gòu)可使非骨干節(jié)點在沒有進行通信的時候進入到睡眠狀態(tài)，同時在骨干節(jié)點上

3、對接收到的數(shù)據(jù)包進行融合處理，從而達到節(jié)能的目的。
　　為了解決大部分算法在在簡單無向圖上構(gòu)建連通支配集時通信開銷很大的問題，本文提出一種基于葉節(jié)點反向生成CDS樹的拓撲控制算法A3G。該算法以節(jié)點自身權(quán)值為依據(jù)，通過關(guān)閉鏈路上的一些非必要節(jié)點來獲得一個次優(yōu)連通支配集，從而構(gòu)建出最終生成樹。A3G算法保證了網(wǎng)絡(luò)連通性和通信覆蓋，減少了節(jié)點間的信息交換，延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
　　為了解決大部分拓撲控制算法不能全部覆蓋傳感區(qū)域

4、問題，本文提出了BSCA算法，它在保證網(wǎng)絡(luò)連通的前提下，以傳感半徑為基準，通過增加活動節(jié)點數(shù)來增加監(jiān)控區(qū)域的覆蓋率。同時在該算法原有拓撲的基礎(chǔ)上，加入了幾種常見的拓撲維護機制，比較確定不同的拓撲維護機制對原有網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和生命周期的影響。仿真結(jié)果顯示，在A3G和BSCA算法中，動態(tài)的拓撲維護技術(shù)具有最好的覆蓋率和生命周期。此外，兩種算法同時使用動態(tài)拓撲維護技術(shù)，BSCA具有更好的網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，而A3G的網(wǎng)絡(luò)生命周期更長。
　　論文最