无线传感器网络拓扑控制机制研究

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1、Y1219657分类号TP393．02密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题日无线传感器网络拓扑控制机制研究(题名和副题名)英文题目Researchontopologycontrolmechanismin指导教师堕叠錾撞学科专业盐簋扭廛周挂盔论文提变El期2QQI生§目2Z日论文答辩日明2QQI生§且2目论文评阅人豳继盘煎墼里!墼堙答辩委员会主席奎塑焦墼塑重鏖二一盘鐾2007年4月20日摘要无线传感器网络是一种新型的、无基础设施的、自组织的无线网络。近年来随着微电子技术、传感器技术及通信技术的发展，无线传感器网络技术发展迅猛，进展很

2、快，而且在军事与民用方面的一些具体应用也取得了成功。由于其应用广泛，无线传感器网络具有很好的发展前途。但是，在这些应用中，由于传感器节点的能量不易补充，如何提高能量效率成为传感器网络研究的重大问题。为了解决传感器网络的能量高效问题，在传感器网络的各层都提出解决方法，总体来讲可以分为两类：一类是拓扑控制、一类是数据传输控制。拓扑控制与数据传输控制在降低传感器网络能量消耗方面有着同样重要的作用。作为一种重要的拓扑控制方式，层次性拓扑控制(分簇)能够大量地节省节点的能量。分簇的实质就是在所有的传感器节点中选出一个簇头节点的集合，并将剩余节

3、点划分到各个分簇中去，簇头节点负责簇内节点之间的协调、数据融合(簇内通信)以及簇头节点与簇头节点之间以及簇头节点与基站之间进行通信(簇间通信)。分簇算法在大规模的传感器节点布置的应用邻域非常有用，它可以有一对多、多对一、一对一以及一对所有(广播方式)几种通信方式。本文介绍了无线传感器网络的结构、特点、应用范围，并重点阐述了现有解决传感器网络能量高效性问题的方法。然后从拓扑控制的角度研究了传感器网络的能量高效问题。在分析现有拓扑控制算法的优缺点的基础上，提出了自适应的节能分布式分簇算法(AEEDC)，然后讨论算法的复杂度，网络的连通性

4、、覆盖性以及能量有效性的问题。实验表明，与其它算法相比，该算法具有较好的能量优化特性。在不改变网络的连通性和覆盖性的情况下，产生的簇头节点比较均匀，充分利用了节点的能量，延长了传感器节点及网络的使用寿命。关键词：无线传感器网络，簇头，拓扑控制，功率控制，启发式机制重庆邮电大学硕士论文AbstractWirelesssenornetwork(WSN)isalate—modelwirelessnetworkwithnon—infrastructureandself-organization．Withthedevelopmentofmic

5、ro—electronic，sensortechnologyandcommunicationtechnology,WSNdevelopedveryrapidlyandhasmadeagreatprogressinrecentyears．Ithasbeensuccessfullyusedinsomemilitaryandcivilianapplications．WSNhasabrightfutureforitsextensiveuse．Butinthoseapplications，theenergycomplementinsensor

6、nodesisverydifficultandtousetheenergyeffectivelybecameanimportantresearchregion．Anumberofprotocolshavebeenproposedtoreduceusefulenergyconsumption．Theseprotocolscanbeclassifiedintotwoclasses：oneistopologycontrol，andtheotherisdatatransmissioncontr01．Asatopologycontrolmec

7、hanism，hierarchical(clustering)techniquescanaidinreducingusefulenergyconsumption．Theessentialoperationinsensornodeclusteringistoselectasetofclusterheadsfromthesetofnodesinthenetwork．andthenclustertheremainingnodeswiththeseheads．Clusterheadsareresponsibleforcoordination

8、amongthenodeswithintheirclustersandaggregationoftheirdata(intra-clustercoordination)，andcommunicationwitheachotherand