無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,且應(yīng)用類型多種多樣。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施,由一定數(shù)量的無線傳感器組成。這些傳感器節(jié)點(diǎn)是可移動(dòng)的,帶有RF收發(fā)器等無線通訊設(shè)備,執(zhí)行傳感、數(shù)據(jù)處理和通信任務(wù)。傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限,并且洪泛路由機(jī)制會導(dǎo)致過多通信冗余,耗費(fèi)許多節(jié)點(diǎn)能量,導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)過早失效,尤其是廣播風(fēng)暴問題。因此,需要設(shè)計(jì)優(yōu)良合理的拓?fù)淇刂茀f(xié)議,延長節(jié)點(diǎn)及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。
　　通常情況下,假設(shè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是同

2、構(gòu)的,且至少要工作一段時(shí)間。那么,如何節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量,變成了無線網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂瓶梢越鉀Q此類問題,確保節(jié)點(diǎn)能耗平衡,從而延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。拓?fù)淇刂茊栴}是在無線網(wǎng)絡(luò)模型圖中,計(jì)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(diǎn)度和低干擾等等。通常會考慮節(jié)點(diǎn)簇和節(jié)點(diǎn)控制集這兩種拓?fù)淇刂啤?br>　　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(diǎn)通信時(shí)的能耗,進(jìn)而改善網(wǎng)絡(luò)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(wù)。連通控制集作為虛擬骨干網(wǎng)是目前此研究領(lǐng)域的重點(diǎn)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(luò)拓?fù)鋵哟巍９歉删W(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集信息和傳送信息,擔(dān)任整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由功能。
　　本文對現(xiàn)有的連通控制集算法進(jìn)行了仔細(xì)研究和總結(jié),根據(jù)研究結(jié)果,分別設(shè)計(jì)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?fù)淇刂扑惴ǖ难芯肯鄬^少

4、,且大多數(shù)文獻(xiàn)中認(rèn)為較低的節(jié)點(diǎn)度產(chǎn)生較少的干擾。然而,事實(shí)并非如此。干擾感知的拓?fù)淇刂扑惴ㄊ钱?dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文應(yīng)用理論證明來確保算法的理論正確性,同時(shí)通過仿真實(shí)驗(yàn),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(luò)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(luò)模型。其次,對現(xiàn)有的控制集算法進(jìn)行分類總結(jié)。緊接著給出了相關(guān)的經(jīng)典研究算法。通