本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最小中繼節(jié)點(diǎn)布置問題研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 中繼節(jié)點(diǎn) Steiner樹 連通性

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日趨成熟,一些相對(duì)成熟的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正越來越深入到社會(huì)生活的方方面面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已日益引起了人們極大的重視,成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,只有保證網(wǎng)絡(luò)的連通,傳感器監(jiān)測(cè)到的信息才能轉(zhuǎn)發(fā)到信息控制中心。因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)失效或者節(jié)點(diǎn)布置條件限制等原因?qū)е戮W(wǎng)絡(luò)不連通。為了保證網(wǎng)絡(luò)的連通,需要布置一定數(shù)目的價(jià)格比較便宜的中繼節(jié)點(diǎn)。從節(jié)約成本方面考慮,在保證連通性的前提下,應(yīng)布置盡可能少的中繼節(jié)點(diǎn)。單層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在連通中繼節(jié)點(diǎn)布置中,本文基于Steiner樹提出了新的算法。在三角形Steiner化的基礎(chǔ)上,若局部上存在滿足滿Steiner拓?fù)鋱D的結(jié)構(gòu),則進(jìn)一步求得最小滿Steiner拓?fù)鋱D;然后將最小滿Steiner拓?fù)鋱D作為初值,結(jié)合傳感器節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)通信的特點(diǎn),采用基于Steiner點(diǎn)位置調(diào)整的方法,進(jìn)一步減少中繼節(jié)點(diǎn)布置的數(shù)目。雙層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在連通中繼節(jié)點(diǎn)布置中,本文基于DCover覆蓋方法中的GCP算法提出了新的貪心算法。在GCP算法中,每個(gè)階段添加一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)。在添加一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的策略中,首先從未被覆蓋的傳感器節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),并依照與關(guān)鍵點(diǎn)從近到遠(yuǎn)的順序,依次添加未被覆蓋的傳感器節(jié)點(diǎn)。基于連通性的要求,在每個(gè)階段,通過限制關(guān)鍵點(diǎn)選擇的范圍,并修改節(jié)點(diǎn)布置位置的策略。本文研究工作中進(jìn)行了大量的仿真實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)分析,在單層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,基于不同的傳感器節(jié)點(diǎn)選擇策略提出了STIO算法和STIO1算法。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)固定分布密度為0.25或者0.5時(shí),新提出的STIO算法相比MST-1tRNP算法,所需的中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目減少近15%。而STIO1算法雖然平均所需中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)比STIO算法多,但在某些情況下,優(yōu)化后效果比STIO算法更好。進(jìn)一步在固定區(qū)域中,測(cè)試了不同數(shù)目的傳感器節(jié)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得,STIO算法所需的中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目均最小。在雙層網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)覆蓋中,本文基于GCP算法,提出了以保證連通性為前提的CGCP算法,并分別與GCP算法,GSC算法和SCP算法進(jìn)行性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在中繼節(jié)點(diǎn)連通中采用MST算法。在固定區(qū)域內(nèi),測(cè)試了所需中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目隨傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目的變化趨勢(shì),當(dāng)R=r時(shí),新提出的CGCP算法相比GCP算法,GSC算法與SCP算法,所需的中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目均最小。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 中繼節(jié)點(diǎn) Steiner樹 連通性
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究目的和相關(guān)意義10
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)10-14
• 1.3.1 基本概念10-12
• 1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)12
• 1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用12-14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容和論文結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 研究現(xiàn)狀與相關(guān)技術(shù)16-25
• 2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 2.2 中繼節(jié)點(diǎn)布置相關(guān)定義20-21
• 2.2.1 中繼節(jié)點(diǎn)布置個(gè)數(shù)計(jì)算方法20
• 2.2.2 中繼節(jié)點(diǎn)布置位置定義20-21
• 2.3 基于費(fèi)馬點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)布置方法21-22
• 2.4 最小滿Steiner拓?fù)鋱D22-24
• 2.4.1 滿Steiner拓?fù)鋱D定義22-23
• 2.4.2 最小歐幾里德范數(shù)和23
• 2.4.3 最小滿Steiner拓?fù)鋱D求解23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 單層網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)布置研究25-41
• 3.1 問題描述25
• 3.2 基于點(diǎn)位置調(diào)整的布置方法25-28
• 3.2.1 基本思想26
• 3.2.2 算法策略26-27
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)分析27-28
• 3.3 最小滿Steiner拓?fù)鋱D局部?jī)?yōu)化算法28-31
• 3.3.1 基本思想28-29
• 3.3.2 算法流程29-30
• 3.3.3 復(fù)雜度分析30
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)分析30-31
• 3.4 基于Steiner樹的中繼節(jié)點(diǎn)布置算法31-36
• 3.4.1 總體概述31-32
• 3.4.2 算法流程32-36
• 3.4.3 復(fù)雜度分析36
• 3.5 實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析36-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 雙層網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)布置研究41-49
• 4.1 問題描述41
• 4.2 相關(guān)概念定義41
• 4.3 幾何覆蓋策略算法41-44
• 4.3.1 基本思想41-43
• 4.3.2 基于連通的幾何覆蓋策略算法43-44
• 4.3.3 復(fù)雜度分析44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析44-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 結(jié)論與展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 致謝55-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果56-57

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,劉巍,趙澤;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2005年01期

，

本文編號(hào)：693018