基于剛性圖的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化策略研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、微電子以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為當(dāng)前新興科技受到學(xué)者們越來越廣泛的關(guān)注，被推廣應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療看護(hù)、智能家居、軍事反恐等各個(gè)方面。拓?fù)淇刂瓶梢詢?yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高通信效率，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。本文基于剛性圖方法，針對大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)分布較密集的情況，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯栴}進(jìn)行研究，在保證網(wǎng)絡(luò)連通性的條件下，較好地延長網(wǎng)絡(luò)的壽命，提高網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。論文研究的主要內(nèi)容如下：
　　首先考慮大規(guī)模

2、網(wǎng)絡(luò)當(dāng)分簇較多時(shí)導(dǎo)致數(shù)據(jù)聚合傳輸效率低的問題，提出了一種基于最小剛性圖拓?fù)鋬?yōu)化的分簇算法。通過對多個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)采用生成最小剛性圖的方法進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，保證了簇與簇之間的通信都是2-連通的，同時(shí)算法中引入休眠機(jī)制減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗。仿真實(shí)驗(yàn)表明，算法能較好的延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期，優(yōu)化簇間通信連通性與魯棒性。
　　進(jìn)一步考慮分簇算法中簇頭節(jié)點(diǎn)能量消耗較大導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)壽命縮短，為進(jìn)一步提高算法負(fù)載的均衡性，提出一種拓?fù)淙壏执亟Y(jié)構(gòu)優(yōu)化算法。算法中

3、引入子簇概念，基于節(jié)點(diǎn)剩余能量與緩沖容量構(gòu)建分級分簇結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)整體能量均衡，同時(shí)基于最小剛性圖對簇間通信進(jìn)行優(yōu)化，保證簇間通信的連通性。仿真實(shí)驗(yàn)表明，與RCHMESHR-S等相關(guān)拓?fù)渌惴ㄏ啾龋捎锰岢龅乃惴ê缶W(wǎng)絡(luò)中延長出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)死亡現(xiàn)象，有利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，算法在網(wǎng)絡(luò)連通性與負(fù)載均衡性方面均有明顯的優(yōu)勢。
　　最后為構(gòu)建更加穩(wěn)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，考慮了生成拓?fù)滏溌穲D中通信鏈路的權(quán)值對于網(wǎng)絡(luò)壽命的影響，基于剛性圖的代數(shù)特性分