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无线传感器网络节能问题研究

孙大洋  
【摘要】: 本文在详细分析了各种节能技术,对节能技术进行微观宏观分类的基础上,从软件层面对传感器网络的节能问题展开了深入的研究。主要贡献和创新点包括以下几个方面: 1.提出了数据压缩以及数据融合的节能度量模型,为数据压缩与数据融合方法的选择提供了一种决策方法。并以此为基础提出了一种基于能耗度量的融合树构建算法,通过融合节点反馈能耗以及到达Sink节点的跳数信息,对多个路由的能耗进行评估,进而选择低能耗路由。 2.提出了基于动态博弈理论的能量感知路由算法,将能量感知路由选择问题建模为动态博弈问题,解决了能量感知路由以能耗统计值随机选择下一跳路由节点的缺陷,提高了网络节点路由选择的可预测性,为休眠调度机制提供了有力的技术支持,该路由算法更加适合与休眠调度机制相结合从而延长无线传感器网络的生命期。 3.对定位技术中减少定位信息量的方法进行了研究,提出了使网络节点定位具有确定性约束的约束唯一实现理论,降低了网络定位的能耗上限,由此建立的约束定位方法不仅提高了网络的定位精度,而且使得网络定位所需的定位信息大为减少,该方法同时降低了网络连通度的下限,减少了网络节点退避重传的几率,从而达到网络节能的效果。 4.提出了系统设计全生命周期的面向服务的网络生存期优化体系模型,该模型利用先验统计信息将不同的应用与优化算法统一起来,从服务“供求”的角度对具体应用服务需求与网络服务能力进行量化评估,并以评估结果作为反馈调节网络使之达到网络生存期最大限度的优化。该模型将各种节能技术在服务的层面上综合考虑,贯穿于应用解决方案的各个环节,为传感器网络节能需求发展为应用解决方案的一项独立需求提供理论上的支持。


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