无线传感网络中强连通支配集的构造研究

发布时间：2017-04-03 13:05

  本文关键词：无线传感网络中强连通支配集的构造研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是随机的撒播于预定区域内(一般环境较差)的数量巨大的传感器节点形成的一种大规模的自组织网络系统,其中的节点通过无线通信和自组织的方式将收集到的信息进行以多跳的方式传递到基站。该网络系统被广泛应用于军事、智慧城市、智能家居等众多领域。WSNs由于在各领域的应用前景,成为了众多研究者的热门研究对象。然而,无线传感网络中传感器节点在具有体积小、处理和储存能力低及能量低等缺陷,加上WSNs部署的环境条件通常较为恶劣,这样的网络特性从而决定了设计无线传感器网络的设计的目标应该是尽可能的均衡的利用节点能量,从而有效使用片上受限资源(能量、内存和处理能力)来保持较长的网络生命周期。因此无线传感器网络的路由研究应该为其研究的重点,通过虚拟骨干网来进行路由管理效率尤其突出,而无线网络将图论中的连通支配集(Connected Dominating Set,CDS)广泛应用来构成虚拟骨干网。因此,对于连通支配集的研究也就具有了非常重要的意义。关于无线传感器网络,在其实际的网络情况中,大多数网络链路是不对称的,因此,我们不能简单地将研究无线传感网络的问题直接抽象为研究简单无向图中连通支配集问题。本文针对无线传感器网络链路不对称、节点资源有限等特性,提出一种无线传感器网络中基于有向图、分布式强连通支配集的构造方法(DsCDS,Distributed constructing of strongly Connected Dominating Set)。首先综合分析影响网络生命周期的各个因素(包括剩余能量、RSSI、节点度及邻居性能)之间的关系,通过权值公式构造一个更能代表节点质量的权值,然后依次通过贪婪策略选取权值较大的节点进行分布式地构造强连通支配集,最终获得一个综合性能较好的强连通支配集。通过算法的仿真实验及相关性能对比分析表明,DsCDS算法通过构造合理的权值及每次选取最大权值的最好节点,使得最终产生一个能量均衡、生命周期较长的强连通支配集。
【关键词】：无线传感器网络 能量均衡 分布式算法 强连通支配集
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 无线传感器网络8-12
• 1.1.1 无线传感器网络体系结构8-10
• 1.1.2 无线传感器网络特点10
• 1.1.3 无线传感器网络应用10-12
• 1.2 网络的拓扑结构12
• 1.3 网络的路由协议12-18
• 1.3.1 平面路由协议13-15
• 1.3.2 层次路由协议15-18
• 1.4 课题研究意义18-19
• 1.5 本文研究的主要内容19-21
• 1.6 本文的结构安排21-22
• 第2章 连通支配集的研究现状22-30
• 2.1 连通支配集网络模型22-24
• 2.2 国内外研究概况24-26
• 2.3 集中式连通支配集构造26-27
• 2.3.1 S.Guha和S.Khuller算法26-27
• 2.3.2 MST-CDS算法27
• 2.4 分布式连通支配集构造27-29
• 2.4.1 基于最大独立集的算法27-28
• 2.4.2 基于剪枝的算法28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 基于有向图的强连通支配集的分布式构造算法（DsCDS）30-39
• 3.1 算法思想30-31
• 3.2 DsCDS算法31-37
• 3.2.1 问题描述31
• 3.2.2 符号说明31
• 3.2.3 相关概念31-32
• 3.2.4 节点权值构造32-33
• 3.2.5 构造CDS算法描述33-35
• 3.2.6 算法的图例说明35-36
• 3.2.7 连通支配集的维护36-37
• 3.3 本章小结37-39
• 第4章 算法仿真实验39-47
• 4.1 实验参数39-40
• 4.2 支配集规模的对比分析40-41
• 4.3 高权值分布对比分析41-44
• 4.4 网络周期的对比分析44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 总结与展望47-50
• 5.1 全文总结47-48
• 5.2 展望48-50
• 参考文献50-55
• 发表论文和参加科研情况说明55-56
• 致谢56-57

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马娅婕;田翔川;;网络拓扑聚合的带宽加权支配集算法研究[J];小型微型计算机系统;2007年04期

2 张e

本文编号：284345