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《基于马尔可夫链的无线传感器网络分布式调度方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第XX卷第X期自动化学报Vol.XX,No.X200X年X月ACTAAUTOMATICASINICAMonth,200X基于马尔可夫链的无线传感器网络分布式调度方法牛建军1邓志东1摘要能量效率是无线传感器网络(WSN)研究中的核心问题之一.当节点采用电池供电时,有限的能量限制了网络的生存周期,从而对无线传感器网络的大规模应用提出了挑战.本文基于马尔可夫链,提出了一种实用的、协作分布式的调度方法,并从理论上证明了该方法的收敛性.该方法不仅可对节点的休眠/唤醒进行调度,还可以对节点数据发送进行调度以减少数据冲突的发生.仿真结果表明,该方法能够有效地减少
2、节点能量的消耗,且对其它网络性能的影响较小.关键词无线传感器网络,能效,调度,马尔可夫链,分布式DOI10.3724/SP.J.1004.2008.xxxxxMarkovChain-basedDistributedSchedulingApproachforWirelessSensorNetwork11NIUJian-JunDENGZhi-DongAbstractEnergye±ciencyisoneofcoreissuesofwirelesssensornetwork(WSN).ForbatterypoweredWSN,theenergyconst
3、raintrestrictsthelifetimeofWSN,whichposesgreatchallengestoitslargescaleapplication.InthispaperweproposeacollaborativedistributedschedulingapproachbasedonMarkovchain,whichisapplicabletorealWSN.Andweprovethatthisapproachisconvergent.Thisapproachcannotonlyschedulewake-upandsleeps
4、tatesofnodes,butalsoschedulethedatatransmissionofnodestoreducethecollisionofdatapackets.Thesimulationresultsshowthattheproposedapproachcansaveenergye®ectivelyandhavelesse®ectonotherperformancesofthenetwork.KeywordsWirelesssensornetwork,energye±ciency,scheduling,Markovchain,dis
5、tributed无线传感器网络是由大量的集成了无线传输能的节点作为路由节点,达到平衡网络能量,延长网络力、感知能力、计算能力的节点,通过相互协作形成生存期的目的.文献[11]基于色彩理论提出了一种具的自组织网络.这些节点将感知的数据经过多跳备能量感知的高能效路由算法,延长了节点的生存通信传输到Sink节点,达到对某一区域进行监控的周期,并解决了拓扑空洞问题.还有一些研究在应用目的[1].无线传感器网络自从二十世纪末期出现以层上对数据进行一定的融合处理,达到减少网络流来,在环境监测、建筑物结构监控、目标定位等众多量,节省能耗的目的.如文献[12]通过
6、选择特定的节点领域得到了大量的应用和研究[2¡5].无线传感器网来融合数据,减少数据包发送的数量来提高网络的生络节点一般采用电池供电的形式.由于电池能量有存期.文献[13]通过调整数据融合窗口来增加簇头节限,而节点的每一项操作都需要消耗能量.因而,如点的休眠时间,达到节能的目的.何有效地节省能量,延长节点工作时间和网络生存此外,还有许多研究通过各种调度机制,达到节期,是开展无线传感器网络研究的一个重要内容,是省节点能量和延长网络生存周期的目的.文献[14]中推广应用一个非常关键的因素[6;7].对15个分布式调度机制进行了总结.其中,RIS方为了节
7、省能量,WSN节点往往采用低功耗设计法只根据自身的工作状态进行调度,但是鲁棒性技术,如采用低功耗的芯片和采用动态电压调度机较差.还有一些方法,例如MSNL和LDS,需要节点制节省能量[8]；有的研究集中在通信信号的调制/解的位置信息或根据与Sink节点的远近来进行调度.调和编解码,通过提高通信效率,达到节省能耗的目另有一些方法,如LDAS,根据节点周围活动节点的的[9].另一些研究,如文献[10],通过选择剩余能量多数量,在保证一定覆盖度的前提下进行调度.这需要节点大量冗余配置.由于层次型网络簇头节点收稿日期2009-3-13收修改稿日期2009-
8、9-7ReceivedMar.13,2009;inrevisedformSeptember7,2009的能量消耗较大,因此
