無線傳感器網絡高能效的多層分簇算法研究與設計.pdf

1、無線傳感器網絡由大量的傳感器節(jié)點構成，隨著技術的發(fā)展傳感器節(jié)點的成本很低，體積很小、節(jié)點所攜帶的電池能量有限。傳感節(jié)點具有傳感、數據處理、保存和無線通信能力的傳感器節(jié)點構成的網絡。無線傳感器網絡可以用于在大范圍內收集、處理和發(fā)布復雜的環(huán)境數據。由于無線傳感網絡的獨特性，其網絡性能如網絡生命周期、網絡負載平衡性、網絡穩(wěn)定性、數據傳輸延時等都與網絡結構密切相關。分簇路由具有能量利用高效、拓撲控制管理快捷方便、數據融合技術簡單等優(yōu)點，在網絡中

2、通過有效的拓撲控制機制可以自動生成層次的網絡拓撲結構，該結構可以充分利用傳感節(jié)點的有限能量和資源以提高網絡性能是研究的重點和關鍵。本文所做的工作和貢獻包括： 本文首先對無線傳感器網絡的系統(tǒng)結構、網絡的特點和設計的局限性、關鍵技術和應用做簡要的介紹。并且著重介紹了無線自組的傳感器網絡的拓撲控制技術，主要介紹了無線傳感器網絡拓撲控制問題目前主要開展的三個方向的研究，即功率控制、層次型拓撲控制和休眠調度。接著分析了無線傳感器網絡分簇算

3、法的相關內容，從拓撲控制的角度，網絡簇結構的形成過程分析現存的典型的幾種分簇路由算法，并對存在的問題和可能的研究方向進行了簡要的闡述。 分簇機制具有很多優(yōu)勢如能量利用高效、拓撲結構管理快捷方便、數據融合簡單等優(yōu)點，通過拓撲結構控制機制自動生成的層次型的網絡拓撲結構，能夠有效利用傳感節(jié)點的有限能量和資源以提高網絡性能。以最小化無線傳感器網絡的能量消耗為目標。文章給出了一個更優(yōu)的能量模型，該能量模型不僅考慮節(jié)點的數據傳輸消耗還考慮節(jié)

4、點在建簇時候控制信息的通信消耗。接著我們給出了一個求無線傳感器網絡多層分簇算法最優(yōu)層的方法?；诖?，我們提出了帶最優(yōu)層的多層分簇算法COTE。并通過嚴格的理論分析了COTE的能量消耗和計算復雜度。COTE不僅通過把網絡中的節(jié)點以最優(yōu)層的結構組織從而最小化網絡的能量消耗，而且COTE具有很低的信息交換復雜度。最后本文在MATLAB中對提出的帶最優(yōu)層的多層分簇算法進行仿真實驗，并對實驗結果進行詳細地研究和分析，驗證了COTE在節(jié)約網絡能量和