基于節(jié)能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)、集成電路技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，低功耗、低成本多功能的無線傳感器得到了廣泛的應(yīng)用。大量移動或者靜止的傳感器節(jié)點隨機部署在人們很難到達的區(qū)域，以多跳和自組織的方式構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN），WSN能實時采集與處理各種環(huán)境下的信息，并對興趣目標進行長期監(jiān)測。已經(jīng)廣泛應(yīng)用在智能家居、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)制造和醫(yī)療救護等常見領(lǐng)域，以及野外探險和太空探索等特殊領(lǐng)域。
　　傳感器節(jié)點通常會隨機部署在環(huán)境多變的地

2、方，使用電池供電，當(dāng)電池能量耗盡將無法繼續(xù)工作，因此無線傳感器的能耗問題成為 WSN的核心問題，人們針對能耗問題進行了大量研究并取得了一定成果，例如WSN拓撲結(jié)構(gòu)的控制，數(shù)據(jù)融合技術(shù)、時鐘同步技術(shù)、功率控制技術(shù)和WSN協(xié)議棧優(yōu)化等技術(shù)的研究都能減少WSN能量的消耗。
　　對傳統(tǒng)分層優(yōu)化模式進行學(xué)習(xí)研究，了解WSN各層協(xié)議功能與主要協(xié)議算法，傳統(tǒng)分層優(yōu)化模式設(shè)計簡單，可以在一定程度上優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，但存在較為嚴重的局限性，各層間缺乏信

3、息交互，容易產(chǎn)生容易數(shù)據(jù)，某一層的最優(yōu)性能可能會降低其他層的性能，使整個網(wǎng)絡(luò)性能達不到最優(yōu)，因此需要使用跨層優(yōu)化方法進一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，對現(xiàn)有跨層優(yōu)化思想和方法學(xué)習(xí)。物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層聯(lián)系緊密，與 WSN的組網(wǎng)和通信有關(guān)，使用聯(lián)合設(shè)計的跨層優(yōu)化方法，聯(lián)合設(shè)計物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，提出一種跨層優(yōu)化模型，提高各層間信息交互效率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式和通信方式，并將跨層優(yōu)化模型應(yīng)用到分簇路由算法中，制定更加合理的路由選擇，建立更加優(yōu)化的簇