無線傳感器網(wǎng)絡中繼節(jié)點布局算法的設計與實現(xiàn).pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡中，節(jié)點供電電池能量有限一直是制約網(wǎng)絡發(fā)展的關(guān)鍵因素，尤其在地理環(huán)境復雜的情況下，更不具備更換電池的條件。研究發(fā)現(xiàn)，傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸路徑采取多跳形式，可以降低網(wǎng)絡整體耗能。因此，采用有效的中繼節(jié)點布局算法、合理布設中繼節(jié)點的位置，對于提高無線傳感器網(wǎng)絡的魯棒性及使用壽命具有重要意義。
　　目前，國內(nèi)外學者提出了多種中繼節(jié)點布設算法，但關(guān)于算法的有效性評估及算法實際應用方面的研究相對較少，同時現(xiàn)有算法基本沒有涉及

2、到約束條件的設置。針對上述問題，本文對四種貪婪準則進行了分析研究，并提出了評估算法有效性的性能標準以尋找最優(yōu)貪婪準則，完成了中繼節(jié)點布局系統(tǒng)的設計。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1、針對中繼節(jié)點如何布局問題，引入了數(shù)據(jù)流向限制、通信容量設置和數(shù)據(jù)最大轉(zhuǎn)送次數(shù)等約束條件，對路徑選擇進行約束及優(yōu)化。分別對最近貪婪準則、最近鄰貪婪準則、定向貪婪準則和角度最小貪婪準則進行了研究，多角度分析對比了四種貪婪準則的有效性。研究表明，最近鄰貪婪準則

3、效果最差，最近貪婪準則效果最好。
　　2、針對網(wǎng)絡容錯能力有限問題，提出了基于貪婪準則的不相交容錯性路徑組算法。該算法為每個傳感器節(jié)點選擇兩條路徑，當主路徑產(chǎn)生故障而不能正常運行時，即啟用輔路徑。同時，根據(jù)組合優(yōu)化理論建立數(shù)學模型，提出了耗能均衡率、可擴展性和中繼節(jié)點數(shù)目等算法性能評價標準。研究表明，基于最近貪婪準則的不相交容錯性路徑組耗能最少，最大限度地延長了網(wǎng)絡的生命周期。
　　3、設計了基于最近貪婪準則的中繼節(jié)點布局系