無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中連通支配集的構(gòu)造算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSNs)通常是指由數(shù)目眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)大規(guī)模布局而形成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),節(jié)點(diǎn)利用無(wú)線通訊、多跳和自組織的方式把收集的信息傳遞到基站。在現(xiàn)實(shí)生活中,它被廣泛地運(yùn)用于戰(zhàn)場(chǎng)偵測(cè)、家居智能和管理自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。WSNs因在應(yīng)用方面有很多優(yōu)點(diǎn)而成為了眾多高校和機(jī)構(gòu)研究的熱門(mén)方向。由于傳感器節(jié)點(diǎn)具備體積小、能量低、處理和存儲(chǔ)能力較低等特點(diǎn),且它一般地處人類(lèi)無(wú)法抵達(dá)的地方(不能對(duì)它進(jìn)行

2、人為補(bǔ)充能量),因此怎樣高效利用網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能量從而使它的壽命最長(zhǎng),從一開(kāi)始就成為了WSNs中值得研究的熱點(diǎn)課題。而連通支配集作為WSNs的虛擬主干網(wǎng)在高效利用網(wǎng)絡(luò)能量上具有良好的表現(xiàn)。
　　本研究為了解決WSNs中無(wú)固定的基本設(shè)施和節(jié)點(diǎn)能量消耗不均衡的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了構(gòu)建連通支配集的分布式近似方案,此算法綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量、連通支配集規(guī)模和連通支配集重構(gòu)等因素。我們從理論上證明了算法的正確性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與相關(guān)的分布式算法相

3、比,此算法構(gòu)造的連通支配集在規(guī)模上更優(yōu),可使網(wǎng)絡(luò)壽命更長(zhǎng)。此外,為了解決因節(jié)點(diǎn)失效或節(jié)點(diǎn)間無(wú)法通信而引起的連通支配集要經(jīng)常重新構(gòu)建的問(wèn)題,本文還設(shè)計(jì)了一種構(gòu)建具有容錯(cuò)性的連通支配集分布式近似算法,即在網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)造一個(gè)k-連通m-支配的集合(也稱為(k, m)-連通支配集)。該算法綜合考慮了(k, m)-連通支配集的規(guī)模和節(jié)點(diǎn)的剩余能量等因素,且本文從理論上證明了算法的正確性。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)算法比較,該算法得到的(k, m)-連通支配集