傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)聚集最小延遲算法的研究.pdf

1、近年來(lái),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了世界各國(guó)軍事部門(mén)、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。數(shù)據(jù)聚集是傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)比較耗時(shí)的操作,特別是在高密度網(wǎng)絡(luò)中。例如,在一個(gè)森林火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中,需要把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)聚集,以便發(fā)現(xiàn)異常,避免火災(zāi)遲報(bào)。因此,最小化數(shù)據(jù)聚集延遲問(wèn)題(MDAL,Minimum DataAggregation Latency)成為一個(gè)重要的研究課題,該問(wèn)題已被證明是NP難問(wèn)題。
　　 本文首先提出了最小化數(shù)據(jù)聚集延遲調(diào)

2、度的集中式算法(MERG)。該算法是基于聯(lián)通支配集(Connected Dominating Set,CDS)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)算法,理論分析得出延遲上限為15R+Δ-15,這里△為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)最大度數(shù),R為網(wǎng)絡(luò)半徑。
　　 然后,根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)可多信道通信、功率可調(diào)等特點(diǎn),首次提出一個(gè)基于分簇思想的多信道多功率相結(jié)合的數(shù)據(jù)聚集調(diào)度算法(MPMC),來(lái)降低通信延遲。該算法采用一種簇內(nèi)小功率、簇間大功率的分簇思想,結(jié)合信道分配來(lái)降低通

3、信延遲；通過(guò)信道分配算法和功率控制策略,簇間可無(wú)沖突同步進(jìn)行通信,從而大大降低了數(shù)據(jù)聚集延遲；并分析了不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎率褂玫男诺纻€(gè)數(shù)小于43,在傳感器節(jié)點(diǎn)可用通信信道數(shù)范圍內(nèi)。
　　 最后,由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時(shí)集中式算法需重新收集網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)信息,重建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),導(dǎo)致能量消耗過(guò)大、計(jì)算周期長(zhǎng)等問(wèn)題。本文提出一種分布式的多信道分配及多功率控制相結(jié)合的數(shù)據(jù)聚集調(diào)度算法(DMPMC),來(lái)降低聚集延遲。該算法以MPMC算法為基礎(chǔ),提出了網(wǎng)絡(luò)