基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模糊冗余度混合通信算法研究.pdf_第1頁(yè)
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1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的自組織網(wǎng)絡(luò),在國(guó)防軍事、物品跟蹤、空中探索、環(huán)境監(jiān)測(cè)等各種人跡罕至的領(lǐng)域,有著廣闊的應(yīng)用前景,從根本上改變了信息的獲取能力與控制能力。
   論文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本原理和相關(guān)發(fā)展歷史,對(duì)目前幾種具有代表性的LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)算法、PEGASIS(power-efficientgatheringinsensorinformat

2、ionsystems)路由算法、TEEN(thresholdsensitiveenergyefficientsensornetworkprotocol)路由算法與TTDD(two-tierdatadissemination)路由算法的性能、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究,然后比較分析了LEACH-SMC算法與LEACH算法的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)、覆蓋冗余度及能量的損耗,并在此基礎(chǔ)上引入模糊算法。
   針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的冗余度問

3、題,論文參考大量的智能無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論、模糊技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)書籍與文獻(xiàn),通過分析目前無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的硬件發(fā)展及軟件協(xié)議的特點(diǎn),綜合運(yùn)用分簇路由協(xié)議的原理,在模糊集合的基礎(chǔ)上,本文提出了模糊冗余度的混合通信算法。該算法基于LEACH算法的結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,在簇頭選舉階段,首輪節(jié)點(diǎn)的初始能量都是一樣的,節(jié)點(diǎn)的位置是隨機(jī)選定的,簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)目是根據(jù)一定的優(yōu)化結(jié)果,隨機(jī)選取的:在隨后的生命周期中,是根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量的多少進(jìn)行

4、選舉,簇頭覆蓋的區(qū)域要由自身感知半徑的大小來(lái)決定。處于邊緣區(qū)被多重覆蓋的節(jié)點(diǎn),運(yùn)用模糊算法,根據(jù)隸屬度的大小來(lái)決定自身的隸屬簇頭。選舉結(jié)束后,便是數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸階段。在穩(wěn)定通信階段采用單跳與多跳相結(jié)合的方式,進(jìn)行無(wú)線路由通信。此算法保證網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)的暢通性與覆蓋性的同時(shí),減少了冗余節(jié)點(diǎn)的重復(fù)發(fā)送信號(hào),降低了冗余度,節(jié)省了能源。最后,通過對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模型的建立,基于MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的簇頭節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化選擇、存活節(jié)點(diǎn)、生命

5、周期、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的剩余能量做了仿真分析。結(jié)果表明:無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命周期得到延長(zhǎng),每輪的存活節(jié)點(diǎn)數(shù)與剩余能量都有所提高,在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。
   模糊冗余度的混合通信協(xié)議引入模糊算法能有效地降低冗余度,彌補(bǔ)了分簇算法的不足,減少了數(shù)據(jù)的通信量。同時(shí),采用了單、多跳相結(jié)合的混合通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),比傳統(tǒng)的多跳數(shù)據(jù)傳輸方式的TTDD協(xié)議與PEGASIS協(xié)議,傳統(tǒng)的單跳數(shù)據(jù)傳輸方式LEACH協(xié)議與TEEN協(xié)議更能靈活地節(jié)能。總之,

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