无线传感器网络分簇与虚拟骨干技术

1 绪论

1.1 无线传感器网络的概念和特点

1.1.1 无线传感器网络的概念

1.1.2 无线传感器网络的特点

1.2 无线传感器网络体系研究进展

1.2.1 通信与组网

1.2.2 基础设施

1.2.3 中间件和数据管理技术

1.2.4 节点及其嵌入式软件系统

1.2.5 应用研究分类

1.3 通信与组网相关问题

1.3.1 拓扑控制

1.3.2 覆盖和连通

1.3.3 分簇和骨干形成

2 分簇与虚拟骨干形成研究进展

2.1 网络模型及概念

2.2 分簇算法研究进展

2.2.1 分簇算法技术要求

2.2.2 分簇算法属性分类

2.2.3 分簇算法分析比较

2.3 虚拟骨干形成方法

2.3.1 虚拟骨干形成算法分类

2.3.2 连通支配集算法分析

2.3.3 虚拟骨干形成算法分析

2.4 本章小结

3 联合约束的连通支配集算法

3.1 引言

3.2 CDTT问题

3.3 CDT算法

3.4 分布式CDS构建

3.4.1 分布式MIS构建

3.4.2 分布式CDT算法

3.4.3 理论分析

3.4.4 仿真实验

3.5 SDTT问题

3.6 SCDT算法

3.7 分布式SCDS构建

3.7.1 分布式SCDT算法

3.7.2 理论分析

3.7.3 仿真实验

3.8 本章小结

4 基于有界增长图的虚拟骨干形成算法

4.1 概述

4.2 模型及术语

4.2.1 网络建模

4.2.2 有界增长图

4.3 VBFA算法

4.3.1 MIS构造

4.3.2 最小支配集近似

4.3.3 标记过程和自剪枝Rule k

4.4 理论分析

4.5 仿真实验

4.6 本章小结

5 动态自适应团簇虚拟骨干形成算法

5.1 概述

5.2 相关工作

5.3 MACA算法

5.4 团簇算法

5.4.1 簇形成阶段

5.4.2 簇互连

5.4.3 骨干重组

5.5 仿真比较

5.5.1 骨干建立分析

5.5.2 节点退出分析

5.5.3 节点加入分析

5.6 本章小结

6 有界区域能量有效分簇算法

6.1 概述

6.2 LEACH变体

6.2.1 LEACH算法

6.2.2 lEACH变本

6.3 LEACH-ED算法

6.4 仿真实验

6.4.1 异构时的生存期

6.4.2 距离阀值约束

6.4.3 同构时的生存期

6.5 本章小结

7 基于权值的能量有效分簇路由协议

7.1 概述

7.2 能量模型

7.3 ECRPW路由协议

7.3.1 簇头选取算法

7.3.2 路由树的生成

7.4 实验结果与分析

7.4.1 异构的情况LEACH和ECRPW的比较

7.4.2 同构的情况下LEACH和ECRPW的比较

7.4.3 LEACH、LEACH-C和ECRPW的比较

7.5 本章小结

参考文献

《无线传感器网络分簇与虚拟骨干技术》》系统地总结了无线传感器网络分簇与虚拟骨干形成算法的最新研究进展与成果，同时集成了作者多年来的研究成果，既可作为网络通信、传感器技术等专业的研究生教材，也可为广大对传感器网络技术感兴趣的工程技术人员提供参考。
　　《无线传感器网络分簇与虚拟骨干技术》共分七章，第一章为绪论，介绍课题来源、无线传感器网络体系研究进展以及应用研究分类，在对WSN通信与组网相关问题进一步分析的基础上，介绍本文研究内容和全文结构。
　　第二章分析并总结了分簇和虚拟骨干形成研究现状，与本课题相关的研究工作，为分簇与虚拟骨干形成的进一步研究提供参考。
　　第三章提出时延和能量的联合约束连通支配集构建算法。
　　第四章基于更切合实际的有界增长图无线网络通信模型，提出虚拟骨干近似形成算法，构造的连通支配集具有常量扩展因子和常量度，对网络节点的分布密度有较好的适应能力，并且算法运行时节点仅需要直接邻域信息。
　　第五章提出具有自愈能力的动态自适应团簇虚拟骨干形成算法。在骨干形成的过程中对网络动态变化进行处理，使用自愈机制的有效可重配置的团簇虚拟骨干形成方法DCBC，解决网络中典型的节点加入和退出事件，即网络动态性问题。
　　第六章基于传感器节点的剩余能量和簇头节点间的距离提出了一种新的算法LEACH-ED，使得分簇更加均匀，能量消耗更均衡，从而有效延长了网络的生存时间。
　　第七章针对无线传感器网络中节点能量有限的特征，面向受限空间区域应用提出了基于权值的能量有效分簇路由协议ECRPW，达到延长网络生存时间的目的。