無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)部署優(yōu)化算法研究.pdf

1、節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化部署是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的重要領(lǐng)域。通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化部署方案不但可以滿足網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性和連通性，還可以提高路由協(xié)議和MAC協(xié)議的效率。 本論文研究的一個問題是如何通過節(jié)點(diǎn)的部署策略來平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高網(wǎng)絡(luò)生存期；另一個研究問題是通過對移動錨節(jié)點(diǎn)的路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)來更好的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位。論文的主要研究內(nèi)容包括： 1、研究了在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中部署超能節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和生存期的作用，并提出了最小化最大瓶頸負(fù)載算法。該算法可

2、以確定在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中超能節(jié)點(diǎn)的最佳的部署位置和在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中部署超能節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化移動軌跡，論文同時給出了相應(yīng)的路由算法。經(jīng)理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)，表明最小化最大瓶頸負(fù)載算法可有效提高網(wǎng)絡(luò)的生存期。 2、通過調(diào)整不同位置節(jié)點(diǎn)的傳遞半徑進(jìn)行能量平衡，即增大負(fù)載輕節(jié)點(diǎn)的傳遞半徑，減小負(fù)載重節(jié)點(diǎn)的傳遞半徑，從而達(dá)到能量平衡的目的，并根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)的傳遞半徑來進(jìn)行部署。論文中給出了線性網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間距離與負(fù)載的關(guān)系，同時給出了提高網(wǎng)絡(luò)生存期的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)密

3、度。與均勻部署策略想比，這種基于能量平衡的部署算法顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的生存期。 3、提出了根據(jù)不同位置節(jié)點(diǎn)的能耗來分配節(jié)點(diǎn)的初始能量的能量分配算法，也就是耗能高的節(jié)點(diǎn)分配的初始能量高，耗能低的節(jié)點(diǎn)分配較少的初始能量，從而達(dá)到延長網(wǎng)絡(luò)生存期的目的。 4、對相對定位方法在減少能耗方面進(jìn)行了改進(jìn)。波圖定位算法是一種相對定位方法，而已有的文獻(xiàn)中沒有對波距大小進(jìn)行討論，論文根據(jù)最小能耗的距離計(jì)算波距，對每個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相對定位，并在定位的

4、基礎(chǔ)上給出了基于最小能耗的路由算法，對后繼節(jié)點(diǎn)的確定和選擇給出了詳細(xì)的算法。 5、提出了一種基于移動信標(biāo)的雙圓定位算法，即在一個靜態(tài)的待定位的網(wǎng)絡(luò)中部署一個動態(tài)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)或者錨節(jié)點(diǎn)，這個錨節(jié)點(diǎn)分別圍繞兩個圓心繞圓環(huán)運(yùn)動，通過這種環(huán)繞完成對整個網(wǎng)絡(luò)的雙重覆蓋，最后利用正弦定理計(jì)算每個節(jié)點(diǎn)的位置。本文沒有采用以往的根據(jù)接收信號強(qiáng)度(RSSI)計(jì)算距離的方法，而只是根據(jù)信號強(qiáng)度決定節(jié)點(diǎn)在不同的圓心坐標(biāo)系下的角度，這種算法在RSSI與距