本文關(guān)鍵詞：傳感網(wǎng)中分區(qū)的連通優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量微型傳感器節(jié)點通過自組織形成的網(wǎng)絡(luò),其中連通性是網(wǎng)絡(luò)通信的基本要求。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點由于自身能量的消耗,及外部因素影響會導(dǎo)致節(jié)點出現(xiàn)大規(guī)模的失效,從而把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分割成幾個獨立的不能相互通信的分區(qū),影響網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能。論文主要從優(yōu)化的角度,解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分區(qū)問題,即在給定的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,如何用較少的中繼節(jié)點完成分區(qū)間的連通,同時使連通后的網(wǎng)絡(luò)具有較好的連通性、容錯性。主要完成的內(nèi)容如下:(1)研究了蜘蛛網(wǎng)算法,分析了算法在分區(qū)連通過程中的算法思想,并通過實例分析,可以看到算法通過部署大量的中繼節(jié)點實現(xiàn)分區(qū)連通。另一方面研究發(fā)現(xiàn)連通后的網(wǎng)絡(luò)中存在大量割點,任意割點的失效,會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)再次陷入分區(qū)。為了減少中繼節(jié)點的數(shù)量以及提高連通后網(wǎng)絡(luò)的容錯性,論文在此工作基礎(chǔ)上在之后分別針對單連通和雙連通問題的解決給出新的研究算法。(2)給出了基于三角形斯坦納樹的分區(qū)連通性算法(Connectivity Algorithm in Partition Based on Triangle Steiner Tree,CAPTST)。通過引入斯坦納點,構(gòu)造三角形斯坦納樹,同時算法在部署中繼節(jié)點的過程中,進行了啟發(fā)式和斯坦納部署的兩次優(yōu)化,最大化地減少了中繼節(jié)點的數(shù)量,完成網(wǎng)絡(luò)的連通。實驗結(jié)果表明,在同等實驗參數(shù)條件下從中繼節(jié)點數(shù)量、平均節(jié)點度和通信跳數(shù)三個方面與現(xiàn)有蜘蛛網(wǎng)算法相比,所提算法能夠減少分區(qū)連通所需的中繼節(jié)點數(shù)量,降低分區(qū)間通信的距離與能量消耗,提高網(wǎng)絡(luò)的性能。(3)提出了分區(qū)雙連通算法(Double Connectivity Algorithm in Partition,DCAP)。通過計算最佳部署節(jié)點的方式在網(wǎng)絡(luò)中心區(qū)域構(gòu)建骨干多邊形,然后分區(qū)以兩條互不相交的路徑與多邊形連接,從而實現(xiàn)分區(qū)間的雙連通。通過與現(xiàn)有具有容錯性的分區(qū)算法、雙連通蜘蛛網(wǎng)算法的對比實驗發(fā)現(xiàn),所提算法不僅可以減少部署中繼節(jié)點的數(shù)量,而且更加快速確定中繼節(jié)點的部署位置,從而提高了分區(qū)雙連通的時效性。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 連通性 分區(qū) 中繼節(jié)點
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景及意義7
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通問題7-9
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述7-8
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通問題分類8-9
• 1.3 WSN及連通性問題研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.1 WSN研究現(xiàn)狀9
• 1.3.2 連通性問題研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 連通性算法的評價指標(biāo)11-12
• 1.5 研究工作12-14
• 1.5.1 研究內(nèi)容12
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 連通性問題的相關(guān)知識14-21
• 2.1 連通性及圖論的有關(guān)知識14-15
• 2.2 二維區(qū)域的凸包算法15-16
• 2.3 研究場景與網(wǎng)絡(luò)模型16-17
• 2.4 經(jīng)典 1C-SpiderWeb算法17-20
• 2.4.1 算法思想17-19
• 2.4.2 算法實例分析19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 三角形斯坦納樹的分區(qū)連通性算法21-32
• 3.1 斯坦納樹問題21-22
• 3.1.1 應(yīng)用依據(jù)21
• 3.1.2 三角形斯坦納樹21-22
• 3.2 問題描述22-23
• 3.3 CAPTST算法設(shè)計23-26
• 3.3.1 初始部署23
• 3.3.2 啟發(fā)式部署23-24
• 3.3.3 斯坦納部署24-25
• 3.3.4 檢查部署25-26
• 3.4 實例分析26-27
• 3.5 仿真分析27-31
• 3.5.1 仿真環(huán)境與參數(shù)27-28
• 3.5.2 中繼節(jié)點數(shù)量分析28
• 3.5.3 平均節(jié)點度分析28-30
• 3.5.4 通信跳數(shù)分析30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 第四章 傳感器網(wǎng)絡(luò)中分區(qū)雙連通算法32-41
• 4.1 問題描述32-33
• 4.2 DCAP算法設(shè)計33-35
• 4.2.1 生成骨干多邊形33-34
• 4.2.2 單連通部署34-35
• 4.2.3 雙連通部署35
• 4.3 實例分析35-36
• 4.4 仿真分析36-40
• 4.4.1 仿真環(huán)境與參數(shù)36
• 4.4.2 中繼節(jié)點數(shù)量分析36-38
• 4.4.3 平均計算時間分析38-39
• 4.4.4 平均節(jié)點度分析39-40
• 4.5 本章小結(jié)40-41
• 第五章 主要結(jié)論與展望41-43
• 5.1 工作總結(jié)41
• 5.2 展望41-43
• 致謝43-44
• 參考文獻44-47
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文47

  本文關(guān)鍵詞：傳感網(wǎng)中分區(qū)的連通優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：510391