異構(gòu)無(wú)線傳感網(wǎng)中基于小世界的拓?fù)淇刂蒲芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-04-14 06:15
本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)無(wú)線傳感網(wǎng)中基于小世界的拓?fù)淇刂蒲芯?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】：針對(duì)異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò),如何均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量、降低網(wǎng)絡(luò)通信延遲一直是異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂剖墙鉀Q此問(wèn)題的一種有效方法。小世界網(wǎng)絡(luò)作為介于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的一種網(wǎng)絡(luò)模型,具有較小的平均路徑長(zhǎng)度和較大的聚類(lèi)系數(shù),將其應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦心軌蛱嵘W(wǎng)絡(luò)性能。因此,本文將小世界網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦?主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)簡(jiǎn)要介紹異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及小世界理論,并詳細(xì)分析異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯楷F(xiàn)狀以及小世界理論在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用情況,指出存在的問(wèn)題與不足。(2)針對(duì)異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高性能節(jié)點(diǎn)能量消耗不均以及通信延遲問(wèn)題,提出基于小世界的異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒–SWM。該算法通過(guò)等面積劃分策略將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)簇,簇內(nèi)高性能節(jié)點(diǎn)根據(jù)剩余能量大小自適應(yīng)選舉簇頭。所選簇頭之間動(dòng)態(tài)建立捷徑,生成具有小世界特性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以減少全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的平均路徑長(zhǎng)度,降低通信延遲;此外,通過(guò)周期性簇頭選舉對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行更新,以均衡網(wǎng)內(nèi)高性能節(jié)點(diǎn)的能量消耗。仿真結(jié)果表明,CSWM通過(guò)建立具有小世界特性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),有效減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的平均路徑長(zhǎng)度,降低通信延遲,同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)生命周期、能量消耗方面有較好性能。(3)為構(gòu)造滿(mǎn)足實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)收集要求的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?提出基于最小費(fèi)用流的分布式節(jié)點(diǎn)選擇策略MCFR和負(fù)載反饋控制機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)中普通節(jié)點(diǎn)利用MCFR策略尋找到到匯聚節(jié)點(diǎn)的最短路徑,充分降低網(wǎng)絡(luò)通信延遲,形成具有小世界特性的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)。為均衡網(wǎng)絡(luò)中高性能節(jié)點(diǎn)的負(fù)載,提出負(fù)載反饋控制機(jī)制,并且設(shè)計(jì)了OLC算法,管理節(jié)點(diǎn)利用OLC算法計(jì)算出每個(gè)高性能節(jié)點(diǎn)的最佳負(fù)載量,并將最佳值傳送給相應(yīng)的高性能節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點(diǎn)再次利用MCFR策略調(diào)整到匯聚節(jié)點(diǎn)的路徑,更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�。�?shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MCFR策略和OLC算法構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠軌蚪档屯ㄐ叛舆t、均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期,可滿(mǎn)足實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)收集要求。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)錁?gòu)建 小世界 能量消耗 平均路徑長(zhǎng)度
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】： - 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 引言10-17
- 1.1 研究背景及意義10-12
- 1.1.1 異構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂频难芯勘尘?/span>10-11
- 1.1.2 異構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂蒲芯磕康呐c意義11-12
- 1.2 傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂茋?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.2.1 同構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂蒲芯?/span>12-13
- 1.2.2 異構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂蒲芯?/span>13-15
- 1.3 本文主要研究工作15
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
- 第二章 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)17-24
- 2.1 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述17-19
- 2.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性17-18
- 2.1.2 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)18-19
- 2.2 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)19-21
- 2.2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)19-20
- 2.2.2 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)20-21
- 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
- 2.4 本章小結(jié)22-24
- 第三章 小世界理論及其在WSN中的應(yīng)用24-31
- 3.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)概述24-25
- 3.2 小世界網(wǎng)絡(luò)理論25-28
- 3.2.1 小世界網(wǎng)絡(luò)模型25-27
- 3.2.2 小世界的性質(zhì)27-28
- 3.3 小世界理論在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用28-30
- 3.3.1 基于小世界的靜態(tài)WSNs28-30
- 3.3.2 基于小世界的動(dòng)態(tài)WSNs30
- 3.4 本章小結(jié)30-31
- 第四章 基于小世界的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒?/span>31-45
- 4.1 相關(guān)系統(tǒng)模型介紹31-32
- 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型31
- 4.1.2 無(wú)線通信能耗模型31-32
- 4.2 簇劃分及簇頭選擇方案32-34
- 4.2.1 簇的劃分32-33
- 4.2.2 簇頭選擇33-34
- 4.3 簇間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖煞桨?/span>34-38
- 4.3.1 簇間拓?fù)渖刹呗?/span>34-35
- 4.3.2 簇間拓?fù)渖伤惴?/span>35-37
- 4.3.3 簇間拓?fù)渖刹呗苑治?/span>37-38
- 4.4 最佳簇頭數(shù)Kopt值的確定38-41
- 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析41-44
- 4.5.1 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景描述41-42
- 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-44
- 4.6 本章小結(jié)44-45
- 第五章 實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)收集中基于小世界的拓?fù)淇刂撇呗?/span>45-59
- 5.1 問(wèn)題描述45-46
- 5.2 基于最小費(fèi)用流的分布式節(jié)點(diǎn)選擇策略MCFR46-52
- 5.2.1 圖論模型的建立47
- 5.2.2 最小費(fèi)用流歸約47-50
- 5.2.3 分布式下一跳節(jié)點(diǎn)選擇策略50-52
- 5.3 負(fù)載平衡反饋控制機(jī)制52-54
- 5.3.1 能量平衡與負(fù)載平衡52-53
- 5.3.2 最優(yōu)負(fù)載向量計(jì)算算法OLC53-54
- 5.3.3 反饋控制機(jī)制54
- 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析54-58
- 5.4.1 小世界特性55-56
- 5.4.2 平均路徑跳數(shù)56-57
- 5.4.3 高性能節(jié)點(diǎn)負(fù)載方差57-58
- 5.5 本章小結(jié)58-59
- 第六章 總結(jié)與展望59-61
- 6.1 總結(jié)59-60
- 6.2 展望60-61
- 參考文獻(xiàn)61-65
- 致謝65-66
- 攻讀碩士學(xué)位期間完成的論文和參與的科研項(xiàng)目66
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本文編號(hào)：305378
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【摘要】：針對(duì)異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò),如何均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量、降低網(wǎng)絡(luò)通信延遲一直是異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂剖墙鉀Q此問(wèn)題的一種有效方法。小世界網(wǎng)絡(luò)作為介于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的一種網(wǎng)絡(luò)模型,具有較小的平均路徑長(zhǎng)度和較大的聚類(lèi)系數(shù),將其應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦心軌蛱嵘W(wǎng)絡(luò)性能。因此,本文將小世界網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦?主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)簡(jiǎn)要介紹異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及小世界理論,并詳細(xì)分析異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯楷F(xiàn)狀以及小世界理論在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用情況,指出存在的問(wèn)題與不足。(2)針對(duì)異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高性能節(jié)點(diǎn)能量消耗不均以及通信延遲問(wèn)題,提出基于小世界的異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒–SWM。該算法通過(guò)等面積劃分策略將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)簇,簇內(nèi)高性能節(jié)點(diǎn)根據(jù)剩余能量大小自適應(yīng)選舉簇頭。所選簇頭之間動(dòng)態(tài)建立捷徑,生成具有小世界特性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以減少全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的平均路徑長(zhǎng)度,降低通信延遲;此外,通過(guò)周期性簇頭選舉對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行更新,以均衡網(wǎng)內(nèi)高性能節(jié)點(diǎn)的能量消耗。仿真結(jié)果表明,CSWM通過(guò)建立具有小世界特性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),有效減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的平均路徑長(zhǎng)度,降低通信延遲,同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)生命周期、能量消耗方面有較好性能。(3)為構(gòu)造滿(mǎn)足實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)收集要求的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?提出基于最小費(fèi)用流的分布式節(jié)點(diǎn)選擇策略MCFR和負(fù)載反饋控制機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)中普通節(jié)點(diǎn)利用MCFR策略尋找到到匯聚節(jié)點(diǎn)的最短路徑,充分降低網(wǎng)絡(luò)通信延遲,形成具有小世界特性的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)。為均衡網(wǎng)絡(luò)中高性能節(jié)點(diǎn)的負(fù)載,提出負(fù)載反饋控制機(jī)制,并且設(shè)計(jì)了OLC算法,管理節(jié)點(diǎn)利用OLC算法計(jì)算出每個(gè)高性能節(jié)點(diǎn)的最佳負(fù)載量,并將最佳值傳送給相應(yīng)的高性能節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點(diǎn)再次利用MCFR策略調(diào)整到匯聚節(jié)點(diǎn)的路徑,更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�。�?shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MCFR策略和OLC算法構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠軌蚪档屯ㄐ叛舆t、均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期,可滿(mǎn)足實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)收集要求。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)錁?gòu)建 小世界 能量消耗 平均路徑長(zhǎng)度
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 引言10-17
- 1.1 研究背景及意義10-12
- 1.1.1 異構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂频难芯勘尘?/span>10-11
- 1.1.2 異構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂蒲芯磕康呐c意義11-12
- 1.2 傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂茋?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.2.1 同構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂蒲芯?/span>12-13
- 1.2.2 異構(gòu)傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂蒲芯?/span>13-15
- 1.3 本文主要研究工作15
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
- 第二章 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)17-24
- 2.1 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述17-19
- 2.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性17-18
- 2.1.2 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)18-19
- 2.2 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)19-21
- 2.2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)19-20
- 2.2.2 異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)20-21
- 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
- 2.4 本章小結(jié)22-24
- 第三章 小世界理論及其在WSN中的應(yīng)用24-31
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- 3.2 小世界網(wǎng)絡(luò)理論25-28
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- 3.2.2 小世界的性質(zhì)27-28
- 3.3 小世界理論在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用28-30
- 3.3.1 基于小世界的靜態(tài)WSNs28-30
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- 3.4 本章小結(jié)30-31
- 第四章 基于小世界的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒?/span>31-45
- 4.1 相關(guān)系統(tǒng)模型介紹31-32
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- 4.2 簇劃分及簇頭選擇方案32-34
- 4.2.1 簇的劃分32-33
- 4.2.2 簇頭選擇33-34
- 4.3 簇間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖煞桨?/span>34-38
- 4.3.1 簇間拓?fù)渖刹呗?/span>34-35
- 4.3.2 簇間拓?fù)渖伤惴?/span>35-37
- 4.3.3 簇間拓?fù)渖刹呗苑治?/span>37-38
- 4.4 最佳簇頭數(shù)Kopt值的確定38-41
- 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析41-44
- 4.5.1 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景描述41-42
- 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-44
- 4.6 本章小結(jié)44-45
- 第五章 實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)收集中基于小世界的拓?fù)淇刂撇呗?/span>45-59
- 5.1 問(wèn)題描述45-46
- 5.2 基于最小費(fèi)用流的分布式節(jié)點(diǎn)選擇策略MCFR46-52
- 5.2.1 圖論模型的建立47
- 5.2.2 最小費(fèi)用流歸約47-50
- 5.2.3 分布式下一跳節(jié)點(diǎn)選擇策略50-52
- 5.3 負(fù)載平衡反饋控制機(jī)制52-54
- 5.3.1 能量平衡與負(fù)載平衡52-53
- 5.3.2 最優(yōu)負(fù)載向量計(jì)算算法OLC53-54
- 5.3.3 反饋控制機(jī)制54
- 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析54-58
- 5.4.1 小世界特性55-56
- 5.4.2 平均路徑跳數(shù)56-57
- 5.4.3 高性能節(jié)點(diǎn)負(fù)載方差57-58
- 5.5 本章小結(jié)58-59
- 第六章 總結(jié)與展望59-61
- 6.1 總結(jié)59-60
- 6.2 展望60-61
- 參考文獻(xiàn)61-65
- 致謝65-66
- 攻讀碩士學(xué)位期間完成的論文和參與的科研項(xiàng)目66
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