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文檔簡介
1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂迫舾蓡栴}的研究姓名:李建波申請學(xué)位級別:博士專業(yè):計算機(jī)軟件與理論指導(dǎo)教師:黃劉生20090501摘要籍此達(dá)到延長傳感網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。除此之外,由移動節(jié)點來擔(dān)當(dāng)網(wǎng)關(guān)可以顯著的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯性,這是因為由配置豐富的移動節(jié)點代替能量受限的普通節(jié)點來擔(dān)當(dāng)網(wǎng)關(guān)可以減少系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率,從而可以進(jìn)一步的提升系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)。實驗表明,在密集部署傳感器節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中,本算法產(chǎn)生的消息交換個數(shù)
2、只是傳統(tǒng)的基于最小標(biāo)號分簇算法LIC(LowIdentifierCluStering)的20%左右。另外,本算法所取得的系統(tǒng)時間也是LEACH算法的兩倍左右。無線傳感網(wǎng)絡(luò)在軍事和緊急搜救的應(yīng)用促使了移動傳感網(wǎng)絡(luò)的興起。由于這些被監(jiān)控對象本身所具有的移動性,使得底層的拓?fù)湓诓粩嗟陌l(fā)生變化,因此很難應(yīng)用傳統(tǒng)的拓?fù)淇刂扑惴ɑ蛘吆唵蔚膶λ鼈兏倪M(jìn)使之適用于移動傳感網(wǎng)絡(luò)。本文提出了在給定移動網(wǎng)絡(luò)模型VRMN(ⅥlriantRateMobileNe鉚
3、ork)下的一種基于傳輸功率控制的拓?fù)淇刂扑惴?,并分別給出了它的集中式和分布式版本。本算法首先求出每個節(jié)點的一跳鄰居集合,然后利用類似于XTC的方法把可由較近鄰居節(jié)點中繼到達(dá)的最遠(yuǎn)鄰居節(jié)點刪除,這樣在不損失連通性的前提下就可以減少節(jié)點的發(fā)射功率,從而達(dá)到節(jié)省節(jié)點能量以延長傳感網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。理論證明,本算法是高效的,它具有O(”3)的多項式復(fù)雜度時間。實驗結(jié)果表明,本算法在減少節(jié)點傳輸功率和保持網(wǎng)絡(luò)連通性方面也取得了較好的性能。在一個大
4、規(guī)模移動傳感網(wǎng)絡(luò)中,由于分簇算法能夠形成一個層次結(jié)構(gòu)以及能夠較好的支持網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性并在節(jié)點移動時能夠較好的維護(hù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,這就使得分簇算法比較適合于對這種大規(guī)模密集移動傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)淇刂?。本文分簇算法首先將部署區(qū)域劃分成小的單元格,在每個單元格的中心位置事先指定一個節(jié)點擔(dān)當(dāng)簇頭,其他的移動節(jié)點只需要監(jiān)聽簇頭的”Hello”消息并通過比較消息的信號強(qiáng)弱就可以加入到相應(yīng)的簇頭中。在簇形成階段,本文分簇算法的時間復(fù)雜度和消息復(fù)雜度均
5、為O(加,從而較大的節(jié)省了節(jié)點的能耗并取得了較好的能量有效性。而在簇維護(hù)階段,簇的維護(hù)是由事件觸發(fā)并且異步進(jìn)行,不會產(chǎn)生“漣漪”效應(yīng),因此本文算法能夠取得一個較為穩(wěn)定的簇結(jié)構(gòu)以適應(yīng)節(jié)點的移動和底層拓?fù)涞淖兓?。仿真實驗表明,本文算法能夠產(chǎn)生了較少的消息個數(shù)和較長的系統(tǒng)壽命。本文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點如下:l’針對重新分簇所帶來的大量計算和通信負(fù)載以及“漣漪”效應(yīng),本文提出了一種基于完全圖的分簇算法CGCA,使得重新分簇只是異步的局部觸發(fā),從而
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