無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)布局算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)供電電池能量有限一直是制約網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵因素，尤其在地理環(huán)境復(fù)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(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸路徑采取多跳形式，可以降低網(wǎng)絡(luò)整體耗能。因此，采用有效的中繼節(jié)點(diǎn)布局算法、合理布設(shè)中繼節(jié)點(diǎn)的位置，對(duì)于提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的魯棒性及使用壽命具有重要意義。
　　目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種中繼節(jié)點(diǎn)布設(shè)算法，但關(guān)于算法的有效性評(píng)估及算法實(shí)際應(yīng)用方面的研究相對(duì)較少，同時(shí)現(xiàn)有算法基本沒有涉及

2、到約束條件的設(shè)置。針對(duì)上述問題，本文對(duì)四種貪婪準(zhǔn)則進(jìn)行了分析研究，并提出了評(píng)估算法有效性的性能標(biāo)準(zhǔn)以尋找最優(yōu)貪婪準(zhǔn)則，完成了中繼節(jié)點(diǎn)布局系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)如何布局問題，引入了數(shù)據(jù)流向限制、通信容量設(shè)置和數(shù)據(jù)最大轉(zhuǎn)送次數(shù)等約束條件，對(duì)路徑選擇進(jìn)行約束及優(yōu)化。分別對(duì)最近貪婪準(zhǔn)則、最近鄰貪婪準(zhǔn)則、定向貪婪準(zhǔn)則和角度最小貪婪準(zhǔn)則進(jìn)行了研究，多角度分析對(duì)比了四種貪婪準(zhǔn)則的有效性。研究表明，最近鄰貪婪準(zhǔn)則

3、效果最差，最近貪婪準(zhǔn)則效果最好。
　　2、針對(duì)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力有限問題，提出了基于貪婪準(zhǔn)則的不相交容錯(cuò)性路徑組算法。該算法為每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)選擇兩條路徑，當(dāng)主路徑產(chǎn)生故障而不能正常運(yùn)行時(shí)，即啟用輔路徑。同時(shí)，根據(jù)組合優(yōu)化理論建立數(shù)學(xué)模型，提出了耗能均衡率、可擴(kuò)展性和中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目等算法性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，基于最近貪婪準(zhǔn)則的不相交容錯(cuò)性路徑組耗能最少，最大限度地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
　　3、設(shè)計(jì)了基于最近貪婪準(zhǔn)則的中繼節(jié)點(diǎn)布局系