基于對(duì)偶理論的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)融合通信、傳感器、自動(dòng)控制、系統(tǒng)優(yōu)化等多學(xué)科技術(shù)，作為一種有效的狀態(tài)感知、信息采集和目標(biāo)跟蹤的工具，應(yīng)用前景十分廣泛，日益成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。雖然無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在眾多領(lǐng)域中表現(xiàn)出優(yōu)越的應(yīng)用性能，但同時(shí)也面臨很多新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)需要去解決。其中，最大的問(wèn)題莫過(guò)于如何能在能源有限的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，以有效的方式使用系統(tǒng)資源以延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。
　　本文基于對(duì)偶優(yōu)化理論，主要從路由協(xié)議設(shè)計(jì)和速率控制兩個(gè)方面對(duì)無(wú)線傳感

2、器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　論文第一部分針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的冗余性，主要研究了基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)路由協(xié)議設(shè)計(jì)問(wèn)題。引入數(shù)據(jù)融合率的概念來(lái)定義傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合能力，提出了一種新的基于數(shù)據(jù)融合的能量有效的路由算法，來(lái)尋求鏈路流量在網(wǎng)絡(luò)上的最佳分配方案以最大化網(wǎng)絡(luò)壽命。將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線性優(yōu)化模型，采用對(duì)偶算法求得最優(yōu)解，設(shè)計(jì)了分布式的主對(duì)偶算法。該算法能夠有效降低數(shù)據(jù)通信量，均衡節(jié)點(diǎn)間能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

3、r>　　網(wǎng)絡(luò)壽命和應(yīng)用性能是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)中兩個(gè)極為重要而又互相沖突的設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此，論文第二部分主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)壽命最大化和應(yīng)用性能最大化之間的折衷關(guān)系進(jìn)行研究。本文采用網(wǎng)絡(luò)效用最大化框架來(lái)描述傳感器節(jié)點(diǎn)采集信息量的多少，作為衡量網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)引入折衷因子，建立網(wǎng)絡(luò)效用和網(wǎng)絡(luò)壽命最大化的組合優(yōu)化模型。針對(duì)此問(wèn)題，利用原-對(duì)偶方法對(duì)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解，設(shè)計(jì)了分布式的最優(yōu)速率控制算法。仿真結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)折衷因子，可以