無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量均衡與時(shí)延優(yōu)化問題研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織無線網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)在軍事國防、工農(nóng)業(yè)等諸多重要領(lǐng)域體現(xiàn)了巨大價(jià)值，并被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。但是由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件的制約，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在絕大多數(shù)的實(shí)際應(yīng)用中都面臨著能量消耗不均衡以及數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)延過長(zhǎng)等兩大問題。
　　 為了有效地解決這些問題，同時(shí)根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)，本論文設(shè)計(jì)了一種基于定向擴(kuò)散(Directed Diffusion)的通信策略：依靠網(wǎng)絡(luò)中已存儲(chǔ)的

2、數(shù)據(jù)“感知”并“預(yù)測(cè)”目標(biāo)變化的快慢，并依此來決定傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率；同時(shí)通過能量感知路由提高傳感器節(jié)點(diǎn)能量的均衡性，從而實(shí)現(xiàn)能量的高效利用，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間?；谶@樣的思想，提出了定向擴(kuò)散的兩種改進(jìn)算法：定向擴(kuò)散-DD以及定向擴(kuò)散-DDEA。仿真結(jié)果表明，相對(duì)于傳統(tǒng)的定向擴(kuò)散，定向擴(kuò)散-DD和定向擴(kuò)散-DDEA在能量均衡和網(wǎng)絡(luò)生命周期等方面都有很大改善。
　　 另外，針對(duì)傳統(tǒng)的“Data Mules”策略數(shù)據(jù)發(fā)送

3、時(shí)延過長(zhǎng)，并且很難保證網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送的公平性問題，提出了通過調(diào)整Mules工作區(qū)域的面積并且設(shè)計(jì)Mules的移動(dòng)軌跡來對(duì)“Data Mules”策略進(jìn)行改進(jìn)的方法。分析可知，縮小Mules的工作區(qū)域及其覆蓋重疊區(qū)域可以有效的降低數(shù)據(jù)發(fā)送的平均時(shí)延，提高節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)發(fā)送的公平性?；谶@樣的結(jié)論，論文對(duì)“Data Mules”策略進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了幾種優(yōu)化線路作為參考。仿真結(jié)果表明改進(jìn)算法在降低數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)延以及提高數(shù)據(jù)發(fā)送公平性等