無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作MIMO分簇算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集數(shù)據(jù)采集、信息處理和無線通信等功能于一體的新型分布式自組織網(wǎng)絡(luò)，在軍事、環(huán)保、醫(yī)療和空間探索等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。MIMO技術(shù)不僅能通過空間復(fù)用，提高信道容量，同時(shí)也能通過分集增益，用于對(duì)抗無線信道衰落，提高無線鏈路的可靠性，降低發(fā)送端的通信能量消耗。
　　 通過多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作構(gòu)成的協(xié)作MIMO系統(tǒng)具有能耗小，傳輸快等特性，能降低網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。在基于協(xié)作MIMO技術(shù)的

2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，分簇算法是決定協(xié)作MIMO實(shí)現(xiàn)與影響網(wǎng)絡(luò)能耗性能的關(guān)鍵步驟。傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇算法并不能滿足協(xié)作MIMO應(yīng)用的需求，目前對(duì)基于協(xié)作MIMO技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法的研究仍相對(duì)薄弱，本文主要針對(duì)該問題展開分析與深入探討。
　　 本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究背景與研究方向，比較與分析了多種傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法，概述了MIMO技術(shù)以及協(xié)作MIMO技術(shù)的發(fā)展歷程與基本原理，介紹了多種協(xié)作MIMO系統(tǒng)

3、。通過推導(dǎo)固定速率MIMO，突發(fā)速率MIMO，單跳協(xié)作MIMO與多跳協(xié)作MIMO能耗模型，本文得到在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用MIMO技術(shù)的相關(guān)距離門限，以及最優(yōu)跳數(shù)與最優(yōu)發(fā)送端協(xié)作節(jié)點(diǎn)數(shù)的求解方法。結(jié)合上述的優(yōu)化參數(shù)與距離門限，借鑒層次化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑枷?，本文設(shè)計(jì)了使用于多跳協(xié)作MIMO技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法——多跳協(xié)作MIMO分簇算法。
　　 該算法通過輪與周的循環(huán)讓無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)輪流充當(dāng)簇首節(jié)點(diǎn)，通過距離預(yù)測與最優(yōu)參數(shù)估