基于分层决策与非均匀网络拓扑结构的能耗均衡策略研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论基于分层决策与非均匀网络拓扑结构的能耗均衡策略研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：袁俊杰控制理论与控制工程凌强二。一二年五月八日文IIIIIIIIIIIIIlllllllMInllllllllll蛐Y2125685UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster’SdegreeResearchonEnergyBalancingStrategybasedonhierarchicaldecisionandnon

2、_uniformnetworktopologyAuthor’sName：JunjieYuanSpeciality：ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor：QiangLingFinished缸e：May8m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签

3、名：名鱼叁签字日期：丝!兰：生：《中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。出开口保密(——年)作者签名：z霾堡．坌签字日期：净l至：垒：垒

4、导师签名：二手)童导师签名：二里．．!竺签字日期：沙／乙，占．‘摘要在无线传感器网络中，传感器节点的能量是非常有限的，因此节点的能量利用效率就显得尤为重要。在很多传感器网络中，由于节点的能量消耗不平衡，造成网络死亡时仍有大量的能量没有充分利用，这不仅降低了网络的寿命同时造成节点能量的严重浪费。因此，研究能耗均衡问题意义十分重大。目前针对能耗均衡问题，学者们从调整网络拓扑结构、优化路由协议、移动基站等多个角度提出了各自的解决方案，结果表明取得了一定的效果，但是，这些应对策略都有着比较明显的缺点。本文针对能耗均衡问题

5、，从本质上分析能耗不均衡产生的原因，从网络拓扑的角度出发提出一种简单易行的非均匀节点部署策略，平衡各个节点的能耗负载以达到网络能耗均衡化目的。本文对能耗均衡问题分两方面展开研究。第一个方面：数据转发跳数的决策是无线传感器网络中一个重要研究课题，决策好坏直接影响网络的性能。本文将多跳路由决策具体映射到网络拓扑分层，基于分层决策进行了研究分析，通过理论证明得到一个较优的网络分层模型。另外一个方面：在第一个方面内容的研究基础上，从网络拓扑的角度出发，重新调整网络的节点部署结构，调整内外层节点密度关系，得到了一种新的非均

6、匀节点布置策略，并且使节点的转发任务和自发任务互相独立进行，这将有效地分担节点转发任务，减轻了负载较重的节点上面的负载。本文采用基于NS2网络模拟软件的仿真平台对结果进行验证。本文从基站接收数据量、节点剩余能量分布等方面进行仿真研究。通过对各项仿真的结果进行分析和比较，我们得出了这样的结果：在相同条件下，与没有采用本文策略的网络运行结果相比较，本文的策略较大地提高了节点能量利用率，使得网络能耗均衡性得到较高地改善。关键词：无线传感器网络能量洞能耗均衡网络模型非均匀节点布置策略IIABSTRACTInWireles

7、sSensorNetworks(WSN)，energyofthenodeisSOlimitedthatenergyutilizationeffidencyisparticularlyimportant．InmanysensorNetworks，unevenenergyconsumptionofthenodeleadstonetworkdeath．Meanwhiletherearestillalotofenergyisnotfullyutilized．Thissituationnotonlyreducestheli

8、feofthenetwork，butalsocausesseverewasteofenergy．Therefore，itisessentialtoinvestigatetheproblemofenergyconsumptionbalance．Astothebalanceproblemofenergyconsumption，scholarstrytoimprovethene