無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吐酚杉夹g(shù)的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)新興的技術(shù)，它將集成了傳感、計(jì)算、通信能力的節(jié)點(diǎn)組織成一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，將客觀世界中的信息不斷提供給人們加以分析、判斷。這種網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性、抗毀性、易部署性和低成本，使得它在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。在大規(guī)模部署的網(wǎng)絡(luò)中，如何提高網(wǎng)絡(luò)的有效工作壽命、保證網(wǎng)絡(luò)的易用性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行砸蕴岣呔W(wǎng)絡(luò)的整體性能是一個(gè)重要的研究課題，本文圍繞這一主題展開(kāi)了研究，側(cè)重點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涔芾怼⒙酚杉夹g(shù)和數(shù)

2、據(jù)傳輸技術(shù)。論文的主要貢獻(xiàn)包括： (1)提出瓶頸節(jié)點(diǎn)的判定算法和規(guī)避措施瓶頸節(jié)點(diǎn)指那些由于網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)部署的原因，而不得不成為連接兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域的孤立的節(jié)點(diǎn)。相對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)，這類節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的生存期有著更大的影響。基于實(shí)際部署的可行性，本文提出了一個(gè)新的準(zhǔn)瓶頸節(jié)點(diǎn)的概念，準(zhǔn)瓶頸節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)具有和瓶頸節(jié)點(diǎn)類似的影響，但是可以很容易地通過(guò)分布式算法找出來(lái)。通過(guò)分析和仿真，證明了準(zhǔn)瓶頸節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為(包括能量消耗速率、丟包率)的巨大影響。最后

3、，提出了一種分布式準(zhǔn)瓶頸節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)算法，并提出了兩種有效的解決方法來(lái)減小它們的不利影響。 (2)提出針對(duì)移動(dòng)sink的基于分簇的路由算法移動(dòng)sink可以延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命，并滿足一些特定應(yīng)用的需求。目前針對(duì)移動(dòng)sink的路由算法都需要定位算法的支持，而現(xiàn)有的定位算法或太昂貴，或精度不足以支持路由算法的要求。本章提出了一種不依賴于節(jié)點(diǎn)地理位置的基于分簇的移動(dòng)sink路由算法CBDD，在CBDD中，源節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)sink之間的通信

4、分為簇內(nèi)通信和簇間通信兩部分，因?yàn)閟ink的移動(dòng)而造成的通信路徑的中斷被限制在簇內(nèi)通信。大量仿真顯示，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，節(jié)點(diǎn)平均能耗和數(shù)據(jù)成功接收率方面，CBDD的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)AODV，TTDD等現(xiàn)有移動(dòng)路由算法。 (3)分析路由空洞在貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略中的存在概率，提出解決路由空洞的措施貪婪轉(zhuǎn)發(fā)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置的路由算法中非常重要的一種，但是該算法會(huì)遭遇到路由空洞問(wèn)題。本文從理論上分析了路由空洞在規(guī)則部署和隨機(jī)部署情況下

5、的存在概率，導(dǎo)出了隨機(jī)部署情況下隨機(jī)建立的路徑遭遇到路由空洞的概率，并提出了一種帶有退避改進(jìn)方法的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略。通過(guò)分析可以得出，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的平均鄰居數(shù)大于10時(shí)，該策略成功建立路徑的概率接近100％，足以滿足無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需要． (4)提出了一種基于置信因子的數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量大部分用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，為減少數(shù)據(jù)的傳輸量，同時(shí)不增加數(shù)據(jù)包的延遲，提出了基于置信因子的數(shù)據(jù)分發(fā)概念，并設(shè)計(jì)了一種基于置信因子的發(fā)送