基于多目標優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡資源分配算法
發(fā)布時間:2020-12-22 00:38
隨著WSN的發(fā)展,傳統(tǒng)的單接口單信道網(wǎng)絡已經(jīng)不能滿足用戶對網(wǎng)絡的需求。進而,推動了多接口多信道無線傳感器網(wǎng)絡(Multi-Radio Multi-Channel Wireless Sensor Network,MRMC-WSN)的產(chǎn)生和發(fā)展。與傳統(tǒng)單射頻單信道網(wǎng)絡的不同之處在于,MRMC技術給每個節(jié)點配備多個射頻接口,節(jié)點上的射頻接口可以使用不同的信道同時發(fā)射和接收數(shù)據(jù),從而達到提高網(wǎng)絡容量的目的。但是,MRMC技術在提高網(wǎng)絡容量的同時,也增加了網(wǎng)絡資源管理的復雜度。因此,通過分析和總結已有的MRMC網(wǎng)絡的資源分配模型和算法,針對這些模型和算法的不足之處,提出相應的研究內(nèi)容,具體有:(1)針對多接口多信道無線傳感器網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡能耗過大,網(wǎng)絡容量受限和資源分配不均衡的問題,分析了MRMC-WSN的網(wǎng)絡特點及功率控制、信道分配和時隙調度之間的相互影響關系。為深入研究多接口多信道的資源分配模型和算法建立了理論基礎。(2)分析了傳統(tǒng)的單目標優(yōu)化在實現(xiàn)多目標優(yōu)化問題中的不足,為了實現(xiàn)各目標之間的權衡,建立了面向多目標優(yōu)化的MRMC-WSN的資源分配模型。并基于該模型設計了基于雙群體差分進化的多目...
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
無線傳感器網(wǎng)絡結構示意圖
c) 無時隙分配的信道分配 d) 聯(lián)合信道分配和時隙分圖 2-1 聯(lián)合資源分配問題分析圖 2-1 所示,假設節(jié)點i的射頻接口個數(shù)為 M i 且 M i 2,此外,節(jié)圍和干擾范圍分別用圖中的黃色和藍色圓形區(qū)域表示。圖 2-1 a)描述通信沖突。以鏈路1l 為例,如果在同一時隙內(nèi)和鏈路1l 通信的鏈路個數(shù)通信的鏈路之間就會發(fā)生沖突和競爭?梢院玩溌1l 同時通信的鏈路進行標記,可能會對鏈路1l 的通信造成沖突的鏈路用紅色進行標記。圖鏈路之間的傳輸干擾。圖中可能會對鏈路1l 的通信造成干擾的鏈路用。一般而言,時隙分配可以解決鏈路通信沖突的問題,信道分配可以的通信干擾問題。從圖 2-1 a)和圖 2-1 b)中可以發(fā)現(xiàn),某些鏈路不僅會信沖突而且會對鏈路1l 的通信造成干擾。因此,并不能僅僅通過單獨單獨的信道分配提高網(wǎng)絡的通信質量。此外,從圖 2-1 c)和圖 2-1 d)中的發(fā)現(xiàn)如果只考慮信道分配,節(jié)點i的四條鏈路需要分配 4 個信道各
點u 在干擾范圍內(nèi),且節(jié)點u一時隙時,節(jié)點u 才是鏈路ije 的將信道,功率等級和時隙引入信 ,,,,ij ijuv uvu j IR uv ijc sij ijc suv uj ij uvd d e ep hp h e e 1( , )0ij uv ij ij u vc c and s e eothers ujd ,,ij ijc tijp 表示鏈路ije 在信道 ,ij uve e表示鏈路ije 受到的干擾式(2-6)表示當鏈路uve 和鏈路ije , 0ij uv e 。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多接口多信道無線Mesh網(wǎng)絡動態(tài)信道分配中的路由協(xié)議研究[J]. 謝桂芳. 現(xiàn)代計算機(專業(yè)版). 2018(11)
[2]無線傳感器網(wǎng)絡基于容量和傳輸能耗的功率與信道聯(lián)合博弈算法[J]. 郝曉辰,劉金碩,姚寧,解力霞,王立元. 電子與信息學報. 2018(07)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡能量均衡拓撲模型研究[J]. 王景嫻,陳珍萍,趙政坤,黃友銳,韓濤. 傳感技術學報. 2017(08)
[4]一種動態(tài)能量感知的節(jié)點休眠調度算法[J]. 黨小超,李琦,郝占軍. 計算機工程與應用. 2017(20)
[5]基于負載均衡評價模型的無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制算法[J]. 郝曉辰,劉偉靜,李曦達,劉金碩,耿德華. 燕山大學學報. 2016(04)
[6]基于生命期模型的無線傳感器網(wǎng)絡信道分配博弈算法[J]. 郝曉辰,姚寧,汝小月,劉偉靜,辛敏潔. 物理學報. 2015(14)
[7]一種無線傳感器網(wǎng)絡健壯性可調的能量均衡拓撲控制算法[J]. 郝曉辰,劉偉靜,辛敏潔,姚寧,汝小月. 物理學報. 2015(08)
[8]WSN中層次型拓撲控制與網(wǎng)絡資源配置聯(lián)合設計方法[J]. 趙繼軍,谷志群,薛亮,李志華,關新平. 自動化學報. 2015(03)
[9]基于多目標和聲搜索的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由算法[J]. 李明,曹曉莉,胡衛(wèi)軍. 儀器儀表學報. 2014(01)
[10]無線mesh網(wǎng)絡中基于效用最優(yōu)的聯(lián)合信道分配和功率分配算法[J]. 黃鑫,馮穗力,柯峰,莊宏成. 電子與信息學報. 2011(11)
碩士論文
[1]基于圖著色的無線傳感器網(wǎng)絡高能效傳輸調度協(xié)議研究[D]. 李曉陽.山東大學 2012
本文編號:2930809
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
無線傳感器網(wǎng)絡結構示意圖
c) 無時隙分配的信道分配 d) 聯(lián)合信道分配和時隙分圖 2-1 聯(lián)合資源分配問題分析圖 2-1 所示,假設節(jié)點i的射頻接口個數(shù)為 M i 且 M i 2,此外,節(jié)圍和干擾范圍分別用圖中的黃色和藍色圓形區(qū)域表示。圖 2-1 a)描述通信沖突。以鏈路1l 為例,如果在同一時隙內(nèi)和鏈路1l 通信的鏈路個數(shù)通信的鏈路之間就會發(fā)生沖突和競爭?梢院玩溌1l 同時通信的鏈路進行標記,可能會對鏈路1l 的通信造成沖突的鏈路用紅色進行標記。圖鏈路之間的傳輸干擾。圖中可能會對鏈路1l 的通信造成干擾的鏈路用。一般而言,時隙分配可以解決鏈路通信沖突的問題,信道分配可以的通信干擾問題。從圖 2-1 a)和圖 2-1 b)中可以發(fā)現(xiàn),某些鏈路不僅會信沖突而且會對鏈路1l 的通信造成干擾。因此,并不能僅僅通過單獨單獨的信道分配提高網(wǎng)絡的通信質量。此外,從圖 2-1 c)和圖 2-1 d)中的發(fā)現(xiàn)如果只考慮信道分配,節(jié)點i的四條鏈路需要分配 4 個信道各
點u 在干擾范圍內(nèi),且節(jié)點u一時隙時,節(jié)點u 才是鏈路ije 的將信道,功率等級和時隙引入信 ,,,,ij ijuv uvu j IR uv ijc sij ijc suv uj ij uvd d e ep hp h e e 1( , )0ij uv ij ij u vc c and s e eothers ujd ,,ij ijc tijp 表示鏈路ije 在信道 ,ij uve e表示鏈路ije 受到的干擾式(2-6)表示當鏈路uve 和鏈路ije , 0ij uv e 。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多接口多信道無線Mesh網(wǎng)絡動態(tài)信道分配中的路由協(xié)議研究[J]. 謝桂芳. 現(xiàn)代計算機(專業(yè)版). 2018(11)
[2]無線傳感器網(wǎng)絡基于容量和傳輸能耗的功率與信道聯(lián)合博弈算法[J]. 郝曉辰,劉金碩,姚寧,解力霞,王立元. 電子與信息學報. 2018(07)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡能量均衡拓撲模型研究[J]. 王景嫻,陳珍萍,趙政坤,黃友銳,韓濤. 傳感技術學報. 2017(08)
[4]一種動態(tài)能量感知的節(jié)點休眠調度算法[J]. 黨小超,李琦,郝占軍. 計算機工程與應用. 2017(20)
[5]基于負載均衡評價模型的無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制算法[J]. 郝曉辰,劉偉靜,李曦達,劉金碩,耿德華. 燕山大學學報. 2016(04)
[6]基于生命期模型的無線傳感器網(wǎng)絡信道分配博弈算法[J]. 郝曉辰,姚寧,汝小月,劉偉靜,辛敏潔. 物理學報. 2015(14)
[7]一種無線傳感器網(wǎng)絡健壯性可調的能量均衡拓撲控制算法[J]. 郝曉辰,劉偉靜,辛敏潔,姚寧,汝小月. 物理學報. 2015(08)
[8]WSN中層次型拓撲控制與網(wǎng)絡資源配置聯(lián)合設計方法[J]. 趙繼軍,谷志群,薛亮,李志華,關新平. 自動化學報. 2015(03)
[9]基于多目標和聲搜索的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由算法[J]. 李明,曹曉莉,胡衛(wèi)軍. 儀器儀表學報. 2014(01)
[10]無線mesh網(wǎng)絡中基于效用最優(yōu)的聯(lián)合信道分配和功率分配算法[J]. 黃鑫,馮穗力,柯峰,莊宏成. 電子與信息學報. 2011(11)
碩士論文
[1]基于圖著色的無線傳感器網(wǎng)絡高能效傳輸調度協(xié)議研究[D]. 李曉陽.山東大學 2012
本文編號:2930809
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