無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的功率控制和數(shù)據(jù)的路由選擇.pdf

1、得益于無線通信技術(shù)和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，一種新興的分布式網(wǎng)絡(luò)正得到廣泛的關(guān)注。Wirelesssensornetworks，簡(jiǎn)稱WSN，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（傳感器節(jié)點(diǎn)）組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它是一個(gè)以無線通信為基礎(chǔ)的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最通常的應(yīng)用方式是收集傳感器感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)收集的形式，形成了一種特殊的傳播方式--匯聚傳播（Convergecast）。匯聚傳播與能耗問題、帶寬問題同樣都

2、是WSN的研究中非常重要的研究方向。調(diào)度WSN中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由策略，從而形成一個(gè)匯聚傳播樹，這是匯聚傳播研究的核心問題。
　　在傳統(tǒng)的匯聚傳播的研究中，通常只考慮了如何盡力的減少傳輸?shù)哪芎?，而很少有研究考慮到了網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制。本文通過論證表明，當(dāng)需要在WSN中構(gòu)建一個(gè)匯聚傳播的樹形傳播拓?fù)鋾r(shí)，不光要考慮能耗的問題，也需要考慮帶寬的限制。尤其是當(dāng)所構(gòu)建的匯聚傳播樹中的通信必須是無擁塞時(shí)，帶寬限制的問題就顯得極其重要了。此外，WSN中

3、的節(jié)點(diǎn)通常都可以調(diào)整自己的無線發(fā)射功率。發(fā)射功率的變化會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)的很多屬性發(fā)生變化，比如網(wǎng)絡(luò)的鄰居關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、無線鏈路的帶寬等等。
　　基于前面提到的這些情況，本文引出了一個(gè)WSN中的問題：最小總傳輸功率問題（MinimumTotalTransmissionPowerProblem,簡(jiǎn)稱MTTP）。MTTP問題考慮的是，在WSN中各個(gè)節(jié)點(diǎn)無線傳輸功率可調(diào)的情況下，如何構(gòu)建一個(gè)無擁塞的匯聚傳播樹，同時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總傳輸功率最

4、小。本文構(gòu)造了一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃（IntegerLinearProgramming，簡(jiǎn)稱ILP）的數(shù)學(xué)模型來表示MTTP問題，并且通過這個(gè)ILP模型來得到MTTP問題的最優(yōu)解。但是，解ILP問題需要的耗時(shí)很高，因此，為了能夠高效的解決MTTP問題，本文給出了一個(gè)啟發(fā)式的算法來快速解決MTTP問題。我把這個(gè)啟發(fā)式的算法叫做“Nearest-to-Sink”。該算法采用了一個(gè)貪心的方式來找到可用的路由路徑。
　　本文構(gòu)建了一個(gè)仿真的實(shí)驗(yàn)