无线传感器网络中信息驱动的节点选择机制研究

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1、密级：保密期限：Y9‘5977辨言却童天莘硕士研究生学位论文学号：Q垒亘2箜姓名：蒸亘基专业：值量复信恳丝堡导师：昱值瞳学院：鱼皇王毽堂喧2006年5月25日北京邮电大学硕士学位论文无线传感器网络中信息驱动的节点选择机制研究摘要集成了传感器、微机电系统和网络三大技术而形成的传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，本文在介绍无线传感器网络体系结构和网络特点的基础上，分析、展望了一些有价值的应用领域。结合已有的研究，总结并比较详细地阐述了wSN的协议层次。本文结合定位和跟踪问题，对常见的节点查询方式、传感器空洞、传

2、感器的节点模型等内容进行了介绍，分析了wsN中进行定位和跟踪活动时所表现出来的状态相关的特性。从信息驱动的节点选择机制主导思想入手。引入了信息效用的概念，并对使用互信息和使用马氏距离估计信息效用的方法进行了归纳。具体说明了信息驱动的传感器查询和数据路由(IDsO)的基本原理、算法步骤，说明节点选择过程中如何实现提高信息增益、降低通信消耗，并比较了IDSQ在内的几种不同的算法，说明IDsQ在提高信息增益方面的优势。论文对信息驱动的节点选择机制进行了仿真。在无线传感器网络中，为了对目标进行定位和跟踪，需要传感器节点之

3、间进行相互协作。由于无线传感器网络存在节点电池能量受限，通信带宽非常有限等特点，因此，怎样选择参加定位或跟踪工作的节点，合理的确定节点的工作顺序非常重要，对于提高定位和跟踪的效率具有重要意义。本文研究了无线传感器网络中信息驱动的节点选择机制。在节点选择过程中，以可能提供的信息量为依据，对将要查询的节点进行选择，使得最大化信息增益同时最小化通信成本消耗，提高wsN定位和跟踪的效率。本文通过仿真，研究了传感器节点工作顺序对定位静止目标的影响问题，对比了信息驱动的节点选择机制和最近邻居节点选择机制在进行节点选择时，目标

4、位置的定位情况，能量消耗情况以及信息熵的变化情况，说明信息驱动的节点选择机制虽然在能量消耗方面多于最近邻居节点选择机制，但是这种节点选择机制可以估计节点提供信息量的多少，给出更加合理的节点工作顺序。本文研究了跟踪移动物体问题以及通过均衡信息增益和通信消耗，进行节点选择的方法，直观的说明了消耗最少的节点选择方式、信息增量最大的节点选择方式和兼顾两者的节点选择方式三者之间的关系，以及如何进行相互转换。【关键词】：无线传感器网络，信息驱动的节点选择机制，状态相关信息驱动的传感器查询和数据路由北京邮电大学硕士学位论文无线

5、传感器网络中信息驱动的节点选择机制研究AbstractSensornet、)l，ork，whichisInadebyconve唱enceofsensor，IIlicro-elec订o-mechanismsystemandnetworkstecllrlologies，isanoveltechnologyaboutacquirmgarldprocessingiIlfo衄ation．Inmispaper，mearcllitectureandcharact鲥sticsofWirelessSeIlSorNet、vork(W

6、S№arebrieflyin仃oducedat6rst，andsomevaluableapplicationsofWSNareeXplainedandforecasted．Combiningw汕也ee)【iSting、vork，Ⅱlel粥dprotocolofWSNisslⅡnmarizedandeXplaillediIldetail．1kcommonmodesofsensorque巧iIlgand廿le“sensorhole’’，tllesensormodelsare妇oducedinmecaseoflocat

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8、i哆arerespectivelyintroduced，廿1emutualinfomationmeasureaIldM撕alallobisDistancemeasure．Inthisp印er，mekeystoneofInfomationDrivenSensorQue巧ingandDa协Ro们ng(IDSQ)isilluminated，aIldmemSQtrack吨algo