異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期延長的拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?pdf

1、由于異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有能量有限、能量消耗不均衡等特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)失效有時(shí)發(fā)生，節(jié)點(diǎn)失效以及能量耗盡對網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此延長網(wǎng)絡(luò)生命周期是異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的主要問題之一。拓?fù)淇刂剖且环N減少節(jié)點(diǎn)能量消耗的重要技術(shù)，它通過協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的通信功率或者讓部分節(jié)點(diǎn)間斷性地休眠，構(gòu)建具有某些全局特性（如:連通性和容錯(cuò)性）的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)淇刂萍夹g(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)失效和能量消耗不均衡的研究提供了一種新的思路。
　　本文針對異構(gòu)無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)能量消耗過大的特點(diǎn)，基于連通支配集理論構(gòu)建了一種能量消耗均衡的骨干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用睡眠調(diào)度策略節(jié)約節(jié)點(diǎn)的能耗，研究延長網(wǎng)絡(luò)生命周期的方法。本文主要工作如下:
　　(1)首先分析了異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)和拓?fù)淇刂萍夹g(shù)的意義。然后通過對基于連通支配集的拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)已有的拓?fù)淇刂扑惴ㄉ芷谳^短，研究發(fā)現(xiàn)這是由于網(wǎng)絡(luò)能量消耗不均衡所導(dǎo)致，由此引出本文的研究內(nèi)容。
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3、2)針對提高骨干網(wǎng)的容錯(cuò)性，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期并保持較小骨干網(wǎng)大小的聯(lián)合優(yōu)化問題，提出了一種網(wǎng)絡(luò)生命周期模型和一種分布式的基于連通支配集的生命周期延長的容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴?TkCDS)。TkCDS算法采用染色算法的思想，綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的生命周期和節(jié)點(diǎn)的度，構(gòu)造了一個(gè)生命周期延長的容錯(cuò)骨干網(wǎng)。理論證明TkCDS算法構(gòu)造的骨干網(wǎng)大小有界，并且能夠保證K連通。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TkCDS算法有效地延長了網(wǎng)絡(luò)生命周期并保持較小的骨干網(wǎng)大小。
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4、3)針對TkCDS算法中仍然存在能量消耗不均衡的問題，提出了一種融合功率控制和睡眠調(diào)度兩種拓?fù)淇刂撇呗缘纳芷谘娱L的拓?fù)淇刂扑惴?TCDS)。TCDS算法采用最小連通支配集理論來構(gòu)造骨干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后結(jié)合功率控制的思想來減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗。理論證明TCDS算法生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有連通性和骨干網(wǎng)有界性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TCDS算法的生命周期比CDS-BD-D的生命周期平均延長了15.3％。
　　(4)基于Eclipse設(shè)計(jì)了拓?fù)淇?/p>