基于反向生成CDS树的无线传感器网络拓扑控制算法研究.pdf

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1、第25卷第12期传感技术学报V01．25No．122012年l2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDee．2012ATopologyControlAlgorithmBasedonReversely-ConstructedCDSTreeforWirelessSensorNetworksQIUChangqi，XIAOMingbo(SchoolofCommunicationEngineering，HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310018，Ch

2、ina)Abstract：Topologycontrolisastrategytosaveenergyandextendthelifetimeofwirelesssensornetworks．AsafamoustopologycontrolmechanismbasedonCDS(ConnectedDominatingSet)tree，theA3algorithmaimstofindasub-optimalCDSbyturningofunnecessarynodes，underconditionofkeeping

3、thenetworkconnectivityandeommu—nicationcoverage．InlightoftheproblemofhighcommunicationoverheadintheA3algorithm，weproposeanimprovedalgorithmnamedA3G，whichconstructstheCDStreereverselyfromleafnodesupwards．Thealgorithmreducestheamountofinformationexchangebetwee

4、nthenodes．Asshownbysimulationresults，theA3GalgorithmoutperformstheA3algorithmandotherwell—knowntopologyconstructionalgorithms，intermsofthenumberofactivenodesandenergyeficiency．Keywords：Topologycontrol；wirelesssensornetworks；A3algorithm；connecteddominatingset

5、s(CDS)；communicationoverhead；communicationcoverageEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．12．023基于反向生成CDS树的无线传感器网络拓扑控制算法研究术仇昌琪，肖明波(杭州电子科技大学通信工程学院，杭州310018)摘要：拓扑控制是无线传感器网络中一种有利于节约能量、延长网络生命周期的策略。作为一种著名的基于CDS树的拓扑控制机制，A3算法的目标是在保证网络连通和通信覆盖的前提下，通过关闭一些非必要节点来获得

6、一个次优连通支配集(CDS)。针对A3算法在构建连通支配集时通信开销较大的问题，提出了一种基于叶节点反向生成CDS树的改进型算法A3G。该算法利用反向拓扑方法来寻找连通支配集，减少了节点问的信息交换。仿真结果显示，相对于A3算法和一些其他著名的拓扑控制算法，A3G算法在活动节点数和能效方面具有明显的优越性。关键词：拓扑控制；无线传感器网络；A3算法；连通支配集；通信开销；通信覆盖中图分类号：TN915．02文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)12-1737-06无线传感器网络(WSN)利用大量

7、的微型传感拓扑控制是无线传感器网络中的基础性课题，器节点，通过自组织网络以协作方式，进行实时监对路由优化、能量节省和资源分配具有重要作测、感知和采集各类环境或监测对象的信息，形成一用]。它被定义为“节点参数和操作模式的重组和种无处不在的新型计算模式，成为连接数字虚拟世管理，网络拓扑的动态更新，其目的是延长它的生命界、物理世界和人类社会的桥梁⋯。由于无线传感周期，又能保持一些重要的特性，如网络连通性和通器经常被用于一些特殊环境中，传感器节点往往被信覆盖”l4J。拓扑控制包括两个组成部分：拓扑构放置于人不易接近或危

8、险性高的区域J，节点的能建机制和拓扑维护机制。在拓扑构建过程中，要在源难以更换，仅依靠自身携带的能量维持正常工作，保持一些重要的网络特性(网络连通性，覆盖率)条因此如何对网络拓扑进行优化，降低网络能耗对整件下，找到一个简化的拓扑结构；而在拓扑维护过程个网络生存时间的长短有着极其重要的影响。中，要在该拓扑结构不满足服务需要时，转变为另一项目来源：国家自然科学基金项目(30900328)；