無線傳感器網(wǎng)絡中能量空洞避免機制與策略研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是應用前景廣闊、涉及多學科交叉的前沿熱點研究領域，被稱為21世紀最有影響的2l項技術和改變世界的lO大技術之一．它是由成千上萬個微小的傳感器節(jié)點通過自組織的方式形成的能夠協(xié)作的感知和收集監(jiān)測信息的功能性網(wǎng)絡．
　　如何高效地利用有限的能量資源，使得無線傳感器網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點都能最大限度的發(fā)揮其功效，延長整個網(wǎng)絡的生存周期一直是傳感器網(wǎng)絡研究的一個熱門方向．網(wǎng)絡中部分節(jié)點由于負載過重而耗盡自身能量過早死亡，這種能耗不

2、均衡現(xiàn)象被稱為“能量空洞”問題．它會導致網(wǎng)絡原有覆蓋區(qū)域缺失或者數(shù)據(jù)無法送達sink節(jié)點，縮短網(wǎng)絡正常工作的時間，是無線傳感器網(wǎng)絡的研究必須要攻克的一個難題．近年來，國內外對無線傳感器網(wǎng)絡的能量空洞避免機制和策略從節(jié)點部署、路由優(yōu)化、數(shù)據(jù)收集和基站設置等諸多角度進行了大量研究，并取得了較好的效果．
　　本文在已有研究的基礎上，提出了兩種能有效避免能量空洞問題的策略：(1) IFA-based節(jié)點分布策略解決能量空洞問題：在節(jié)點隨機

3、均勻分布的條件下，通過對某一特殊環(huán)帶中監(jiān)測信息量和中繼信息量的推理計算，計算出網(wǎng)絡不同區(qū)域中感知、接收、發(fā)送的總能耗和每個節(jié)點的平均負載情況，根據(jù)區(qū)域平均能量消耗的比例得出不同區(qū)域中隨機部署的傳感器節(jié)點的密度．(2)節(jié)點發(fā)射功率可調的能量均衡數(shù)據(jù)傳輸策略解決能量空洞問題：節(jié)點根據(jù)自身的位置和剩余能量等信息，結合附近鄰居節(jié)點的相關信息，調節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌霃?，進而最大限度地均衡網(wǎng)絡的能耗．這兩種方法都很好地避免了能量空洞問題，在延長網(wǎng)絡生存時