基于貝葉斯估計的增量式無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點部署策略.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由許多微型的傳感器節(jié)點構成，然后以無線通信的方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息。隨著傳感器網(wǎng)絡的深入研究和廣泛應用，傳感器網(wǎng)絡將逐漸深入到人類生活的各個領域。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡是一個涉及到多學科交叉的研究領域，有許多關鍵技術需要研究。其中節(jié)點部署就是無線傳感器網(wǎng)絡的一個基本問題。節(jié)點部署是無線傳感器網(wǎng)絡正常工作的基礎，部署的好壞會直接影響到整個網(wǎng)絡的

2、性能和效率。而增量式的節(jié)點部署作為節(jié)點部署中的一種，它是指一個已經(jīng)部署好的網(wǎng)絡在其運行的后期通過一定的算法預測出即將死亡的節(jié)點，并用新的節(jié)點代替死亡節(jié)點的一種節(jié)點重新部署方法。它是延長網(wǎng)絡生存時間的一種行之有效的方法。
　　 近年來節(jié)點部署逐漸引起研究者的重視，也提出一些實用的算法。然而在增量式的節(jié)點部署中，部署節(jié)點之前所產(chǎn)生的事件信息沒有被充分利用，沒有重視到事件發(fā)生概率的選擇在增量式節(jié)點部署問題上的重要性。本文則利用這些重要

3、信息提出一種新的節(jié)點部署方法。新的方法在充分考慮監(jiān)測區(qū)域內(nèi)事件隨機發(fā)生的總體信息、樣本信息和經(jīng)驗信息的基礎上，利用數(shù)理統(tǒng)計學中的貝葉斯估計方法對節(jié)點所監(jiān)測區(qū)域事件概率做出估計，以此來預測節(jié)點死亡的先后順序，從而確定節(jié)點的部署位置。
　　 本文在充分考慮貝葉斯估計方法和增量式節(jié)點部署策略的基礎上，提出了一種在靜態(tài)路由下基于貝葉斯估計的節(jié)點部署算法。將網(wǎng)絡在運行到總體能量較低之前所產(chǎn)生的事件信息作為樣本來對估計各個監(jiān)測區(qū)域的事件發(fā)生

4、概率，最后結合增量式節(jié)點部署策略將估計到的概率值應用到算法中。
　　 最后本文對所提出的算法進行了實驗仿真，實驗平臺建立在Red hat操作系統(tǒng)GCC的編譯環(huán)境上，將基于貝葉斯估計的節(jié)點部署算法與采用基于均勻分布的節(jié)點部署算法和不采用任何節(jié)點部署策略的算法在節(jié)點命中率、網(wǎng)絡生存輪數(shù)等方面進行比較來驗證算法的有效性。實驗結果表明改進后的算法能夠使整個網(wǎng)絡在相同的能耗水平下提高了30[％]左右的生存時間，這對能量要求比較高的傳感器網(wǎng)