文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
无线传感器网络中拓扑控制问题的研究
姓名:冯炜
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:黄刘生
20090501
摘要无线传感网络是一种新型的可实时监测和传输信息的网络,具有巨大的潜在应用价值,已经引起人们的重视与研究。无线传感网络已经在许多应用领域中展现出特有的优势,但是也暴露出了一些缺点,如传感器节点能量有限,密集网络中通信干扰严重,节点传输效率低等。拓扑控制正是延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高议和路由协议效率等的重要手段,是无线传感网络研究中的核心问题之一。关于传感网络中拓扑控制问题的研究已经取得了一定的成果,但是随着技术的进步、新的应用场景和需求的出现,许多相关问题还需要深入的研究和探讨。本文引出并解决了无线传感网络在拓扑控制方面的鲂挛侍狻U攵原有拓扑控制算法在移动无线传感网络场景中应用的不足,提出了新的算法,扩展了基于角度的拓扑控制在无线传感网络中的应用范围;对于具有容错性要求的无线传感网络,提出了通过拓扑控制增加网络容错性的方法,从新的角度提升了无线传感网络适应这类功能需求的能力。最后,经过对实际系统的长期测试和观察,总结出了可能影响无线传感网络中节点传输可靠性的因素。本文的主要研究工作包括:岢隽艘恢质视糜谖尴咭贫缒P偷耐仄丝刂扑惴∕.。该算法通过对移动网络中节点最大位置变化情况的预测,提前控制了与可能变化相适应的传输能量。与之前各拓扑算法相比较,惴ǹ梢员Vひ桓鍪敝又芷谀谝贫绲连通性。然后我们证明了惴ǖ恼沸浴T谀D夥抡嬷校颐歉出了使用惴ㄔ谕绫浠讨械耐仄送迹ü仄怂惴ㄔ诵械结果验证了算法具有优良的网络性能。岢隽送ü仄丝刂铺岣呶尴叽ǜ型缒P腿荽硇缘姆椒ā8梅法通过增大喔叻缦战诘愫颓蛑鼙咄绲牧ㄐ裕佣黾恿说恼网络的抗风险能力。然后我们分析了此方法的正确性,其间引入了网络的的概念,并用此定量的比较网络的容错性能。通过实验模拟演示算法运行的拓扑结果,我们验证了算法在较小的代价基础上,可以显著的增加网络的容错性。ü罅康氖笛樽芙幔鄄旄骼嗍导释缁肪持锌赡苡跋旖诘愦输可靠性的因素。最后总结出了节点跳数、兄弟节点规模和外界环境等影协抗风险系数..
响网络中节点传输可靠性的因素,并进行了简要分析。为以后拓扑控制算法的提出和改进提供了实践性的依据。关键词无线传感网络拓扑控制分布式算法移动网络连通性容错性传输可靠性摘要
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传感器信号流图.........................⋯.....拓扑图中的节点的平均度数............⋯.......关键节点风险情况示例图...............⋯......ǜ衅鹘诘阃夤弁迹编译步骤示意图.........⋯...............验证兄弟节点数目因素的实验的网络拓扑图..⋯...算法运行实例图⋯........................第一类关键节点容错拓扑图⋯...................图表索引本文研究内容示意图............................相对于参考节点鼋诘憬嵌茸畲蟊浠淖刺迹相对于参考节点一个节点角度最大变化的状态图....验证节点的跳数因素实验的拓扑图................各跳数节点传输信息丢包率......................跳数因素对节点传输可靠性影响因素实验数据......兄弟节点因素对节点传输可靠性影响因素实验数据..子节点因素对节点传输可靠性影响因素实验数据....图表表附传感器节点结构示意图...........................传感器网络体系结构示意图.......................二种拓扑算法运行后不同时刻的拓扑图............网络拓扑建立后一个周期内各时刻网络连通的次数..关键区域风险情况示例图........................容错拓扑与最优化操作的比较图..................容错拓扑的节点平均度数........................诘隳诓拷峁故疽馔迹验证子节点数目影响因素实验的网络拓扑图........验证外界环境影响因素实验的网络拓扑图..........影响节点传输可靠性因素总结....................
表附饨缁肪骋蛩囟越诘愦淇煽啃杂跋煲蛩厥笛槭荩图表索引
作者签名:兰型圭中国科学技术大学学位论文相关声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工