WSN中连通性修复的拓扑控制技术研究

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本文研究无线传感器网络(WSN)中连通性修复的拓扑控制技术。由于WSN通常应用于无人照看的恶劣环境中,节点极易受到外界攻击或者自身能量耗尽的影响导致节点死亡,将网络分成若干互不相连的子网络,从而影响用户收集部分区域的数据。如何修复WSN中各区域之间的连通性,是WSN实际应用中的难点。本文将连通性修复算法分为连通性损坏发现阶段、节点准备阶段以及节点移动阶段。首先,在连通性损坏发现阶段,本文采用在有限的信息下通过Sink节点监听各区域哨兵节点的心跳信息的方式,判断网络是否分割成不相连的区域,更贴近WSN的实际应用场景。其次WSN中通常通过随机撒点的方式进行部署,网络中存在大量冗余节点。本文利用网络中冗余节点作为连通性修复的候选节点,引入负载均衡函数,考虑节点间相对位置及节点剩余能量信息,调整二者权重,以均衡修复链路中节点的能量,避免节点过早死亡造成连通性再次损坏的情况。最后借鉴供应链协同中协作的思想,分析了 WSN中协作传输模型,确定了源节点与中继节点的协作方式及相对位置,在修复连通性的同时拓展节点的通信覆盖范围。本文利用Matlab仿真工具对所提出算法进行仿真,验证了该算法能够拓展通信范围,并更好的均衡了修复链路中节点的能耗,延长了网络生存时间。
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