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大规模无线传感器网络的聚合容量分析

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:无线传感器网络由一组具备感知、通信和计算能力的传感器节点组成,它的一个关键应用就是数据汇集,即传感器将数据传送到sink节点上。因此,有必要针对sink节点关注的特定函数定义传感器网络的计算和传输数据的综合能力,我们称这种能力为聚合容量。本章将对无线传感器网络的聚合容量展开研究。首先针对随机扩展WSN的聚合容量给出紧的上下界,并设计基于多sink节点的并行聚合机制,以提高网络的聚合吞吐量。

大规模无线传感器网络的聚合容量分析

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由一组具备感知、通信和计算能力的传感器节点组成,它的一个关键应用就是数据汇集(Data Gathering),即传感器将数据(可能通过多跳的形式)传送到sink节点上。在实际应用中,网络使用者经常关注的只是传感器节点测量数值(Measurements)的一个特定函数值,而不是需要所有测量数值的原始值。网内数据聚合(Data Aggregation)在提高传感器网络的容量方面发挥着重要的作用,是WSN节约能量的主要手段之一,原因是通信的能量消耗要远远高于计算的能量消耗[84,136-140]。因此,有必要针对sink节点关注的特定函数定义传感器网络的计算和传输数据的综合能力,我们称这种能力为聚合容量(Aggregation Capacity)。各种数据聚合机制已被提出,它们或者基于集簇[141-145]或者基于树结构[146-148]。在数据聚合的应用中,如环境或栖息地监测[149,150],传感器周期性地感知数据并传送给sink节点。当假设传输模式和网络拓扑不动时,通常可采用基于结构的方法,这种方法需要相对小的维护开销。

本章将对无线传感器网络的聚合容量展开研究。首先针对随机扩展WSN的聚合容量给出紧的上下界,并设计基于多sink节点的并行聚合机制,以提高网络的聚合吞吐量。其次针对一般密度的随机WSN设计可扩展(Scalable)的聚合机制,并给出聚合吞吐量和汇集效率的权衡。(www.xing528.com)

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