基于馬爾可夫模型的無線傳感網拓撲控制算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network, WSN)是物聯(lián)網廣泛應用的重要組成部分，常工作在較為特殊的環(huán)境中。隨著當前當前技術的快速發(fā)展，由于 WSN中節(jié)點面臨著頻譜(信道)資源日益短缺、能量受限等一系列缺陷，極易使網絡抗干擾性、時延性、可靠性等性能受到影響。同時網絡節(jié)點之間的通信干擾會造成信息的重傳，造成能量浪費，降低節(jié)點生命期。由于部分節(jié)點死亡會造成網絡級聯(lián)失效，嚴重會造成網絡癱瘓。因此，提高節(jié)點能量的利用率，

2、降低網絡節(jié)點之間通信干擾，對延長網絡生命期具有重要的意義。本課題基于馬爾可夫鏈模型建立節(jié)點生命期模型拓撲控制算法，具體研究工作如下：
　　(1)對WSN的組織架構進行了描述，同時對其在拓撲控制算法中研究中的背景及意義進行闡述。分析本課題現階段國內外發(fā)展現狀，并針對現有算法存在的問題進行探究，為下文對WSN拓撲控制算法研究提供理論依據。
　　(2)針對節(jié)點不同狀態(tài)能耗的差異，依據馬爾可夫鏈理論對其進行了深入的分析，并由此建立關

3、于節(jié)點狀態(tài)轉移模型以及能耗矩陣模型，通過對節(jié)點能耗的分析為延長節(jié)點生命期研究提供理論依據。
　　(3)針對WSN中節(jié)點由于頻譜資源日益短缺及環(huán)境惡劣而造成網絡干擾嚴重、節(jié)點能耗增大、網絡抗干擾差的問題，本文提出一種基于馬爾可夫模型優(yōu)化節(jié)點抗干擾、延長生命期的拓撲控制算法(MPLM)。此算法通過節(jié)點信噪比建立其狀態(tài)轉移概率，將信噪比大小作為節(jié)點抗干擾性強弱的指標。并通過構建節(jié)點的狀態(tài)轉移能耗模型以及對節(jié)點的狀態(tài)轉移次數的定義，對節(jié)點