基于量化共識的分布式Gossip算法研究.pdf

1、近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN:WirelessSensorNetworks)吸引了越來越多各個(gè)領(lǐng)域的研究者,它是由大量廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地分布在監(jiān)測區(qū)域內(nèi),并通過無線通信方式形成一個(gè)多跳、自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)被感知對象的信息,還可將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到相關(guān)節(jié)點(diǎn)。它具有低成本、低功耗、高容錯(cuò)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn),同時(shí)可以在軍事應(yīng)用、醫(yī)療健康、建筑物安全監(jiān)控等方面應(yīng)用,有著很

2、大的應(yīng)用價(jià)值。
　　Gossip算法是一種簡單高效,類似于流言傳播的算法,是一種可以按照自己要求而自行選擇鄰近節(jié)點(diǎn)與之交換信息的通信方式。由于不采用端到端多跳路由的通信方式,Gossip算法能夠避免路徑失效問題,同時(shí)其去中心化、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)都能夠很好地適用于無線傳感器這類分布式網(wǎng)絡(luò)。
　　本文主要研究基于量化共識的分布式Gossip算法。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這類分布式系統(tǒng)中,基于Gossip算法的分布式共識問題已得到了廣泛的應(yīng)

3、用。國際上的研究成果主要集中研究成對Gossip算法,但其收斂速度十分緩慢,并且只能適用于對稱鏈路的網(wǎng)絡(luò)。而近幾年提出的廣播Gossip算法可以充分利用無線信道的廣播特性,適用于非對稱鏈路,大大提高了收斂速度。但在Gossip算法迭代運(yùn)算過程中,通常會出現(xiàn)小數(shù)甚至是無理數(shù),由于傳感器節(jié)點(diǎn)有限的內(nèi)存容量和無線信道的有限帶寬,實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)必須進(jìn)行量化。因此,對于廣播Gossip算法進(jìn)行量化具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先介紹了