基于MIMO的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN，Wireless Sensor Networks）是一種多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)，是由部署在一定范圍內(nèi)的大量?jī)r(jià)格低廉、功耗較小和具有一定感知能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的，被認(rèn)為是二十一世紀(jì)十大新技術(shù)之一。最近幾年，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境預(yù)測(cè)和保護(hù)、醫(yī)療護(hù)理、軍事領(lǐng)域和智能家居等很多方面都有著廣泛的應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)能量一般情況下都是由電池提供，而電池存儲(chǔ)的電量比較少，并且WSN的節(jié)點(diǎn)部署的地方一般情況下不方便到達(dá)，使得人

2、們難以對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行能量的補(bǔ)充或更換電池，因此，如何很好地解決WSN的能量消耗問(wèn)題，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)研究對(duì)象。針對(duì)該問(wèn)題，研究者們提出了很多的解決辦法，其中多輸入多輸出（MIMO）便是其中之一，也就是協(xié)作MIMO。研究證明，把MIMO應(yīng)用到WSN中可以減少網(wǎng)絡(luò)的能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。
　　本文針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能問(wèn)題，深入研究了網(wǎng)絡(luò)的能耗模型和分簇路由算法，并對(duì)分簇路由算法存在的一些問(wèn)題提出了

3、改進(jìn)的辦法。本文主要做了以下研究：
　　1.本文對(duì)WSN和MIMO技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了概述，分析了LEACH算法和TEEN算法。針對(duì)TEEN算法在選取簇首節(jié)點(diǎn)時(shí)存在的一些缺點(diǎn)，提出了一種結(jié)合最優(yōu)簇首數(shù)和節(jié)點(diǎn)剩余能量的方法來(lái)計(jì)算閾值，進(jìn)行簇首節(jié)點(diǎn)的選取。在TEEN算法中，簇首節(jié)點(diǎn)在選取的時(shí)候具有一定的隨機(jī)性，其結(jié)果就是當(dāng)一些能量比較低的節(jié)點(diǎn)被選為簇首節(jié)點(diǎn)時(shí)，由于簇首節(jié)點(diǎn)能耗比一般節(jié)點(diǎn)較大這一特性，會(huì)使該節(jié)點(diǎn)提前死亡。本文提出了一

4、種改進(jìn)的TEEN分簇算法。
　　2.在 TEEN路由算法中，簇首節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)之間的通信方式是采用單跳的方式，單跳的方式在通信距離較遠(yuǎn)時(shí)消耗能量較大，針對(duì)這種情況，提出一種多跳的路由算法，該方法可以有效地均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，減少能耗。通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行模擬，與原有TEEN算法相比，新的算法克服了簇首節(jié)點(diǎn)選取的隨機(jī)性，使網(wǎng)絡(luò)具有更好的均衡性，降低了網(wǎng)絡(luò)能耗，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。最后針對(duì)TEEN中設(shè)置的軟硬閾值問(wèn)題，提出了加入計(jì)時(shí)器