基于hilbert空间填充曲线的wsn移动汇聚节点轨迹设计

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1、基于Hilbert空间填充曲线的WSN移动汇聚节点轨迹设计　　摘要：针对无线传感器网络（WSN）中部分节点不能被访问而导致数据丢失率和能耗较高的问题，提出了利用Hilbert空间填充曲线的WSN移动汇聚节点轨迹设计方法。首先，利用依赖于网络大小的Hilbert曲线分析移动汇聚节点的轨迹；然后，基于节点密度计算Hilbert曲线的阶次以确定汇聚节点轨迹的维度；最后，利用NS?2仿真评估该方法在网络覆盖和可扩展方面的有效性。仿真结果表明，随着网络中节点数的增加，移动节点覆盖率降低，提出的基于密度的Hilbert曲线在网络覆盖、数据包投递率和平均能耗方面均优于基于尺寸的Hilbert曲线。　　关键

2、词：数据传输率；Hilbert曲线；移动汇聚节点；网络覆盖；无线传感器网络　　中图分类号：TN92?34；TP393文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）23?0017?05　　WSNmobileaggregationnodetrackdesignbasedonHilbertspacefillingcurve　　LIXin1，WANGYajuan2　　（1.DepartmentofComputerEngineering，XinjiangInstituteofEngineering，Urumqi830000，China；　　2.DepartmentofInformationSe

3、curityEngineering，Xinjiang5PoliceCollege，Urumqi830013，China）　　Abstract：Sincethedatalossrateandenergyconsumptionarehighduetothatsomenodesinwirelesssensornetwork（WSN）can′tbeaccessed，anovelapproachofusingHilbertspacefillingcurvetodesignthemobileaggregationnodetrackforWSNisproposed.TheHilbertcurvedepen

4、dingonthesizeofnetworkisusedtoanalyzedthemobileaggregationnodetrack.TheorderofHilbertcurveiscalculatedbasedonnodedensitytodeterminethedimensionoftheaggregationnodetrack.TheNS?2simulationisusedtoevaluatetheeffectivenessofnetworkcoverageandscalability.Thesimulationresultsshowthatthemobilenodecoverage

5、rateisreducedwiththeincreaseofthenodesquantityofthewholenetwork，andtheproposedHilbertcurvebasedondensityissuperiortotheHilbertcurvebasedonsizeintheaspectsofnetworkcoverage，packettransferratioandaverageenergyconsumption.　　Keywords：datatransferratio；Hilbertcurve；mobileaggregationnode；networkcoverage；

6、wirelesssensornetwork　　0引言　　无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）[1?2]已在许多领域得到广泛应用，然而，由于部分节点没有被访问而导致数据丢失，并引起传输延迟[3]，因此，需要为移动汇聚节点找到一种较好的轨迹设计方法，以有效的方式覆盖整个区域[4?5]。5　　基于Hilbert空间填充曲线的研究，考虑了关于预先定义的移动汇聚节点的运行模式，文献[6]提出了移动汇聚节点的运动模型，节点可随意改变以提高整体网络的寿命。文献[7]分析了网络中汇聚节点的移动性和数据聚集，在研究中都提到有限的固定轨迹，如圆形和直线。文献[8]分析了不受约束情

7、况下的移动模式，使用多个移动汇聚节点减少控制开销和寿命。文献[9]分析了使用汇聚节点轨迹的数据传输延迟和网络生命周期之间的权衡，并将其制定为一种优化问题。文献[10]侧重于基于剩余能量的簇首选择，用于移动汇聚节点的改进，稳定选举协议。上述各方法均在一定程度上改善了移动汇聚节点的性能，然而，由于部分节点未被访问，导致数据丢失和能量消耗较多，降低了WSN的寿命。　　本文提出利用Hilbert空间填充曲线[4]的W