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基于ZigBee规范构建大规模无线传感器网络 被引量:59
1
作者 成小良 邓志东 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期158-164,共7页
提出了一种新的切实可行的构建大规模无线传感器网络(LS-WSN,large scale wireless sensors network)的组网策略——"一区多PAN(personal area network)",同时,还提出了一个LS-WSN的两层抽象模型。利用符合ZigBee规范的商业... 提出了一种新的切实可行的构建大规模无线传感器网络(LS-WSN,large scale wireless sensors network)的组网策略——"一区多PAN(personal area network)",同时,还提出了一个LS-WSN的两层抽象模型。利用符合ZigBee规范的商业网络协议栈——BeeStack,构建了一个LS-WSN的原型系统。从理论上讲,一个PAN可以支持65536个节点,而一个LS-WSN原型系统可以支持65536×16个节点。实验结果表明,LS-WSN原型系统的服务质量(QoS)可以得到保证。此外,相关分析表明网络管理及数据融合等工作也会被简化,性能相应有所提升。 展开更多
关键词 大规模无线传感器网络 个域网 ZigBee规范 网关
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大规模无线传感器网络多优先级自适应分簇路由协议 被引量:7
2
作者 邓洁 程良伦 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第8期78-81,共4页
对大规模无线传感器网络(WSNs)的路由协议进行了研究,针对大规模WSNs密集实时数据采集这一应用模型所存在的传送实时数据延时长、传送大量密集数据能耗大的问题,在LEACH-C协议的基础上,提出一种多优先级自适应(MPA)分簇路由协议。该协... 对大规模无线传感器网络(WSNs)的路由协议进行了研究,针对大规模WSNs密集实时数据采集这一应用模型所存在的传送实时数据延时长、传送大量密集数据能耗大的问题,在LEACH-C协议的基础上,提出一种多优先级自适应(MPA)分簇路由协议。该协议针对不同数据采用多优先级服务策略,同时引入基于休眠/活动节点对的改进TDMA机制。仿真结果表明:MPA协议较LEACH-C协议有效地减少了传输实时数据的延时,并且为网络提供了很好的能量有效性。更适合于采集密集实时数据的大规模部署的WSNs。 展开更多
关键词 大规模无线传感器网络 多优先级自适应分簇路由协议 休眠/活动节点对 TDMA
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大规模无线传感器网络分簇路由协议改进方案 被引量:2
3
作者 章坚武 季莹莹 虞成磊 《电信科学》 北大核心 2008年第12期30-34,共5页
本文对大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出一种全新的高能效分簇路由协议。根据节点数目以及分布区域大小,通过数学公式推导得出最优的簇首节点数目。对簇首进行改进,均衡网络的负载,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿... 本文对大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出一种全新的高能效分簇路由协议。根据节点数目以及分布区域大小,通过数学公式推导得出最优的簇首节点数目。对簇首进行改进,均衡网络的负载,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿命。离基站较远的簇首利用多跳来传输数据,减少远距离簇首的能量消耗,延长网络寿命,使网络规模不受限。使用Matlab软件进行仿真实验,实验结果表明新协议能够均衡网络节点能耗,延长网络生命时间,且能适用于大规模的网络。 展开更多
关键词 大规模无线传感器网络 分簇路由协议 负载平衡 簇首选择 数据传输
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基于博弈的大规模无线传感器网络分簇算法 被引量:8
4
作者 张玺栋 康桂霞 +1 位作者 张平 张恒 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2516-2520,共5页
合理的分簇方式能够有效延长大规模无线传感器网络(LS-WSN)的寿命,从而降低其部署使用成本。当前很多WSN分簇的研究均假设节点均匀分布,这与实际应用中的大规模WSN有所差距。该文针对节点非均匀分布的大规模WSN,提出了一种分簇算法。该... 合理的分簇方式能够有效延长大规模无线传感器网络(LS-WSN)的寿命,从而降低其部署使用成本。当前很多WSN分簇的研究均假设节点均匀分布,这与实际应用中的大规模WSN有所差距。该文针对节点非均匀分布的大规模WSN,提出了一种分簇算法。该算法在基于蜂窝结构虚拟网格的位置分簇之后,引入博弈理论设计分簇调整流程,使网络达到各簇中节点数尽量均匀的分簇状态。理论分析和仿真结果证明,通过该方法进行分簇,可以有效均衡各个簇中的节点数,从而延长网络有效寿命。 展开更多
关键词 泛在网络 无线传感器网络 分簇 节能 博弈
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大规模无线传感器网络节点部署研究 被引量:6
5
作者 孟中楼 王殊 +1 位作者 王骐 赵峰 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第1期13-16,共4页
无线传感器网络多跳的组网方式导致不同位置的节点能耗分布不均.为避免特定位置节点耗能过多形成能量空洞,以致网络不能有效连通,从而影响网络生存周期,需要对无线传感器网络的节点部署进行规划.本文采用环状能耗模型,根据传感器节点的... 无线传感器网络多跳的组网方式导致不同位置的节点能耗分布不均.为避免特定位置节点耗能过多形成能量空洞,以致网络不能有效连通,从而影响网络生存周期,需要对无线传感器网络的节点部署进行规划.本文采用环状能耗模型,根据传感器节点的探测半径,提出了覆盖度优先和连通性优先两种策略进行节点部署.理论计算和仿真实验表明,该分布在有效保证覆盖度和连通性的前提下,使得能耗负载均匀分配在各个节点上,相比于同等情况下的均匀分布策略,该策略能有效的延长节点的生存周期约2.17倍. 展开更多
关键词 无线传感器网络 部署 覆盖性 连通性 生存周期
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大规模无线传感器网络的路由协议研究 被引量:33
6
作者 马祖长 孙怡宁 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第11期165-167,198,共4页
对于大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出了基于最小跳数的路由协议。详细介绍了最小跳数场的建立过程,从理论上证明了每个节点只会收到一个导致最小代价变小的信息包,分析了节点随机延时对跳数场建立的影响和相应的处理措... 对于大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出了基于最小跳数的路由协议。详细介绍了最小跳数场的建立过程,从理论上证明了每个节点只会收到一个导致最小代价变小的信息包,分析了节点随机延时对跳数场建立的影响和相应的处理措施。该协议可以在大规模网络内使用,节点只要记忆自己的转发节点集,就可以沿着最短路径向网关发送数据。分析和仿真实验都证实了设计的正确性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由 最小跳数
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TLTS:大规模无线传感器网络下基于簇的两级TDMA调度协议 被引量:16
7
作者 龚海刚 刘明 王晓敏 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期71-77,共7页
媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的关键问题之一是媒质的接入控制.基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,但是其可扩展性较差.基于簇的TDMA协议则可有效提高系统的可扩展性,但同时带来了簇间传输干扰... 媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的关键问题之一是媒质的接入控制.基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,但是其可扩展性较差.基于簇的TDMA协议则可有效提高系统的可扩展性,但同时带来了簇间传输干扰问题.针对此问题提出了一种基于簇的两级TDMA调度协议——TLTS协议.通过两级TDMA调度,避免了簇间传输干扰,提高了能量有效利用率.实验结果显示,当节点密度较高时,TLTS协议更适合用于大规模部署的无线传感器网络中. 展开更多
关键词 无线传感器网络 媒质接入控制 时分复用 能量有效率 簇覆盖
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大规模无线传感器网络覆盖优化算法 被引量:8
8
作者 仲元昌 陈锋 +1 位作者 李发传 孟普 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第11期117-120,共4页
为了增强三峡库区水环境监测的大规模无线传感器网络(WSNs)覆盖效果和延长大规模WSNs生存时间,采用混沌人工鱼群算法。首先以最大化网络覆盖率作为优化目标,建立WSNs覆盖模型,将具有遍历性特点的混沌系统引入到人工鱼群算法中,能够有效... 为了增强三峡库区水环境监测的大规模无线传感器网络(WSNs)覆盖效果和延长大规模WSNs生存时间,采用混沌人工鱼群算法。首先以最大化网络覆盖率作为优化目标,建立WSNs覆盖模型,将具有遍历性特点的混沌系统引入到人工鱼群算法中,能够有效避免算法长时间位于局部极值附近。仿真结果表明:改进的人工鱼群算法提高了网络的覆盖率,有效减低了网络的成本。 展开更多
关键词 无线传感器网络 覆盖优化 人工鱼群算法 混沌
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动态大规模无线传感器网络决策融合 被引量:4
9
作者 袁晓光 杨万海 史林 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2976-2980,共5页
为了解决动态大规模无线传感器网络的决策融合问题,该文提出了一种表决决策融合规则。假设无线传感器网络中信道的衰减服从瑞利分布,传感器的数量服从泊松分布。在不同的系统参数下,对融合规则的检测性能进行了分析和仿真。结果表明,只... 为了解决动态大规模无线传感器网络的决策融合问题,该文提出了一种表决决策融合规则。假设无线传感器网络中信道的衰减服从瑞利分布,传感器的数量服从泊松分布。在不同的系统参数下,对融合规则的检测性能进行了分析和仿真。结果表明,只要传感器的平均数量充分多,此融合规则即使在较低的信噪比下,也能提供良好的系统检测性能。并且与已有的非参数融合规则相比,此融合规则可以提供更好的检测性能。同时,通过使用决策融合系统的偏移系数,给出了传感器输出的最优接收阈值的获取方法。 展开更多
关键词 无线传感器网络 决策融合 动态传感器网络 瑞利衰减信道 泊松分布
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大规模无线传感器网络中基于振荡轨迹的数据存储与发现机制 被引量:5
10
作者 李志刚 肖侬 褚福勇 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期1911-1918,共8页
在大规模无线传感器网络中,在不存在基站节点的情况下,节点组成对等网络,任何一个节点都有可能成为数据消费者节点或者数据生产者节点.传感器网络是一种资源受限的自组织网络,节点的能量和计算能力不足以支持复杂协议的设计.如何让随机... 在大规模无线传感器网络中,在不存在基站节点的情况下,节点组成对等网络,任何一个节点都有可能成为数据消费者节点或者数据生产者节点.传感器网络是一种资源受限的自组织网络,节点的能量和计算能力不足以支持复杂协议的设计.如何让随机产生的消费者节点和生产者节点能够有效迅速地发现对方并进行数据查询工作是传感器网络研究中的一个难点.利用数据为中心的存储策略,提出了一种振荡轨迹的数据存储发现机制.该方案要求消费者节点和生产者节点将查询或者数据存储到相应的振荡路径上.该方案不需要节点存储全局的网络信息,每个节点根据局部信息和预设的反射角度进行路由选择和数据转发.理论上,所有的振荡轨迹满足两两相交的特性,保证了数据查询成功率,而且消费者节点在查询数据时所需要的跳步距离是有界的,同时该方案能够保证数据负载的平衡. 展开更多
关键词 无线传感器网络 数据中心存储 数据查询 振荡轨迹 负载平衡
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大规模无线传感器网络自适应节能路由算法 被引量:6
11
作者 仲元昌 宋扬 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第1期89-93,共5页
在确保大规模无线传感器网络信息可靠传输的前提下,尽可能降低网络能量开销,提出了大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。针对长江三峡库区水质监测的具体应用环境,构建了网络模型,采用梯度型拓扑生成器生成网络拓扑,利用可以平... 在确保大规模无线传感器网络信息可靠传输的前提下,尽可能降低网络能量开销,提出了大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。针对长江三峡库区水质监测的具体应用环境,构建了网络模型,采用梯度型拓扑生成器生成网络拓扑,利用可以平衡负载的节能自适应算法进行最优路由选择,建立了应用于大规模无线传感器网络的自适应节能路由算法。在具有代表性的两种不同网络环境中,对该算法的节能效果进行测试,结果表明了算法的可行性和先进性;该算法能有效地将网络负载平均分配于整个网络中,减少网络的整体能量开销,延长整体网络的寿命。 展开更多
关键词 无线传感器网络 节能 路由算法 自适应
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基于移动代理的大规模无线传感器网络路由优化算法 被引量:3
12
作者 周强 崔逊学 陈桂林 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第7期1924-1927,共4页
大规模传感器网络中常见路由算法耗能严重,不利于网络生命期最大化。在抽象出传感器网络移动代理路由模型的基础上,将移动代理路由归结为一个优化问题。为了优化移动代理路由,结合混沌搜索的全局空间能力和模拟退火算法的快速寻优能力,... 大规模传感器网络中常见路由算法耗能严重,不利于网络生命期最大化。在抽象出传感器网络移动代理路由模型的基础上,将移动代理路由归结为一个优化问题。为了优化移动代理路由,结合混沌搜索的全局空间能力和模拟退火算法的快速寻优能力,设计了一种具有记忆功能和多种邻域搜索方法的混沌模拟退火算法。理论分析和模拟实验表明,随着传感器网络规模增大,算法在优化结果、收敛速度及时间效率方面均优于遗传算法和粒子群算法,明显延长了网络的生命期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由优化算法 移动代理 模拟退火 混沌 数据融合
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大规模无线传感器网络异构数据交换方法仿真 被引量:8
13
作者 曹曼曼 汪勉 《计算机仿真》 北大核心 2019年第5期345-348,共4页
为解决当前网络数据交换方法存在的安全性差和能耗高问题,提出基于OCHS的大规模无线传感器网络异构数据交换方法。根据传感器中存在的时间关联性产生候选异常数据点,依据空间关联性过滤候选异常数据点,获取局部异常数据点。将传感器中... 为解决当前网络数据交换方法存在的安全性差和能耗高问题,提出基于OCHS的大规模无线传感器网络异构数据交换方法。根据传感器中存在的时间关联性产生候选异常数据点,依据空间关联性过滤候选异常数据点,获取局部异常数据点。将传感器中全部局部异常数据点集合融合至汇聚节点,得到全局异常数据点,引入卡尔曼滤波器过滤掉所有异常数据点,完成数据交换前预处理。利用OCHS算法选取数据交换簇首节点时,结合数据预处理结果,在考虑节点数据存在的周期性基础上,依据各异构节点的初始能量和传感器节点分布密度等因素,通过竞争的方式选择最优交换簇首集合,即最佳数据交换簇集合。传感器网络中各待交换异构数据根据勾股定理选取能耗最小的路径加入各数据簇,完成数据交换。实验结果表明,所提方法安全系数高、数据交换能耗低,整体性能优于当前相关方法。该方法具有较强地实用性和鲁棒性,可为数据处理提供一定理论依据。 展开更多
关键词 大规模 无线传感器网络 异构数据 交换
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大规模无线传感器网络中面向ANY型查询的能量高效数据分发算法 被引量:2
14
作者 陶孜谨 郦苏丹 +1 位作者 徐金义 龚正虎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期64-69,共6页
在事件数据的push和pull之间实现更好的平衡是无线传感器网络数据分发算法节能的关键。分析了两种典型的有结构和无结构的数据分发算法,结合这两种算法使用的push-pull策略,针对无线传感器网络的ANY型查询的特定需求,提出了两种基于有... 在事件数据的push和pull之间实现更好的平衡是无线传感器网络数据分发算法节能的关键。分析了两种典型的有结构和无结构的数据分发算法,结合这两种算法使用的push-pull策略,针对无线传感器网络的ANY型查询的特定需求,提出了两种基于有结构和无结构存储模式相结合的混合型数据分发算法SDC1&2。分析表明,这两种算法在保证push-pull之间平衡的前提下解决了已有算法存在的热点问题、存储拷贝数多和查询性能低问题,能更好地适应ANY型查询的特点,是两种能量高效的数据分发算法。 展开更多
关键词 数据分发 push-pull平衡 ANY型查询 通信代价 负载均衡 无线传感器网络
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一种大规模无线传感器网络的建模与分析模拟系统 被引量:1
15
作者 李睿 胡玉鹏 陈浩文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期587-594,共8页
随着传感器网络研究的不断深入,构建一个能胜任大规模传感器网络具体应用与研究需求的模拟平台具有十分重要的意义。设计了一种适合大规模传感器网络的、具有良好可扩展性的模拟系统VWSN(Virtual Wireless Sensor Networks)。基于不同... 随着传感器网络研究的不断深入,构建一个能胜任大规模传感器网络具体应用与研究需求的模拟平台具有十分重要的意义。设计了一种适合大规模传感器网络的、具有良好可扩展性的模拟系统VWSN(Virtual Wireless Sensor Networks)。基于不同的虚拟节点模式,VWSN在满足一定模拟精度的同时能有效地节省内存开销;并且通过干扰正方形能快速筛选出需要进行干扰计算的节点子集,将通信干扰计算复杂度从O(N2)降低到近似于线性,从而很大程度上降低了计算开销。分析与实验结果表明,在保持算法模拟准确性的基础上,VWSN降低了内存占用率,缩短了系统模拟时间,从而为大规模传感器网络中的协议与算法实现提供了行之有效的测试与评估手段。 展开更多
关键词 无线传感器网络 模拟系统 大规模网络场景模拟 虚拟节点 筛选正方形
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一种适用于大规模无线传感器网络的定位算法 被引量:4
16
作者 王健 赵亚凤 刘劲风 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期84-86,89,共4页
针对经典多维定标的MDS-MAP算法在定位精度与矩阵计算复杂度方面的不足,提出一种基于MDS的分布式定位算法。改进后的分布式定位算法加入了分簇的思想,把网络中的节点分成不同的簇来进行局部定位,局部定位时引入Euclidean算法估算距离矩... 针对经典多维定标的MDS-MAP算法在定位精度与矩阵计算复杂度方面的不足,提出一种基于MDS的分布式定位算法。改进后的分布式定位算法加入了分簇的思想,把网络中的节点分成不同的簇来进行局部定位,局部定位时引入Euclidean算法估算距离矩阵,再用矩阵转换将局部相对坐标图合并成全局相对坐标图,并转换为绝对坐标。仿真分析表明,提出的算法有更好的定位精度,而且在较低网络连通度和不规则网络分布的条件下表现出更好的可靠性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 定位 多维定标 分布式 Euclidean
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大规模无线传感器网络分布式无锚节点定位算法 被引量:3
17
作者 郭建全 赵伟 黄松岭 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期555-561,共7页
提出了一种低成本的大规模无线传感器节点分布式定位算法——仅需要选出少量参考节点和利用节点自身的无线收发器即可实现整个网络节点的定位的无锚节点定位算法。该算法首先从网络中所有普通节点中按照一定准则选取5个基准节点,以这5... 提出了一种低成本的大规模无线传感器节点分布式定位算法——仅需要选出少量参考节点和利用节点自身的无线收发器即可实现整个网络节点的定位的无锚节点定位算法。该算法首先从网络中所有普通节点中按照一定准则选取5个基准节点,以这5个基准节点作为“锚节点”,确定一个坐标系;其他未知节点将根据到基准节点的距离计算出自身坐标。未知节点到基准节点之间的距离通过基准节点建立的跳数梯度场求得,跳数梯度场的建立过程由核心节点触发开始,其他基准节点依次执行。基准节点的选取过程与得到各未知节点到基准节点的距离的过程同时进行。未知节点根据自己到各基准节点的距离,利用牛顿迭代法计算出自身的坐标。为了进一步降低计算量,给出了迭代初值的选取方法。通过仿真实验给出了利用该算法得到的定位效果,并对误差影响进行了对比分析。 展开更多
关键词 无锚节点定位 分布式算法 跳数梯度 无线传感器网络
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一种基于非均匀分簇的大规模无线传感器网络路由协议 被引量:4
18
作者 刘国梅 马伟杰 路玲 《科技通报》 北大核心 2011年第4期580-584,共5页
提出了一种适合于大规模无线传感器网络的非均匀分簇路由协议UCRPLS,其主要思想是:借鉴理想情况下最优跳数和能量消耗最小的定理,将网络划分为大小不等的区域(簇),簇首采用多跳方式将数据传递给基站,越靠近基站的簇规模较小,便于簇首为... 提出了一种适合于大规模无线传感器网络的非均匀分簇路由协议UCRPLS,其主要思想是:借鉴理想情况下最优跳数和能量消耗最小的定理,将网络划分为大小不等的区域(簇),簇首采用多跳方式将数据传递给基站,越靠近基站的簇规模较小,便于簇首为簇间的数据转发预留能量。该协议突破了网络规模的限制,均衡了簇首负载。仿真结果显示,本协议能更好地延长网络的生存周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 非均匀分簇 多跳通信
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传输受限的大规模无线传感器网络路由算法 被引量:2
19
作者 周权 肖德琴 李就好 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第18期104-108,共5页
针对大规模无线传感器网络在其传输受限的应用环境下,提出一种基于精细化梯度层次场的有效路由算法(FGLRA)。该算法通过邻居节点集中低层次节点数来刻画节点在层次内的边界位置,实现精细化梯度层次场要求。在此基础上,描述了路由算法的... 针对大规模无线传感器网络在其传输受限的应用环境下,提出一种基于精细化梯度层次场的有效路由算法(FGLRA)。该算法通过邻居节点集中低层次节点数来刻画节点在层次内的边界位置,实现精细化梯度层次场要求。在此基础上,描述了路由算法的总体框架,并对边界位置值确定、下一跳节点集选择、路由转发机制及数据回传4个关键部分进行了详细分析设计。最后,通过不同规模环境下的仿真模拟,并与融合树、位置辅助等路由算法进行了相关比较。结果表明,该路由算法能有效降低网络能耗、均匀网络负载、延长网络生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 精细化梯度层次场
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大规模无线传感器网络能效性分析 被引量:10
20
作者 蒲荣富 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2007年第6期67-70,76,共5页
能效性是无线传感器网络的重要性能指标。本文给出了针对移动adhoc和大规模传感器网络的能耗分析方法,研究了网络参数间的相互影响。利用本文的分析结果,通过设置网络和信道参数,如信道衰减率、节点移动性、消息到达率等,可验证不同的... 能效性是无线传感器网络的重要性能指标。本文给出了针对移动adhoc和大规模传感器网络的能耗分析方法,研究了网络参数间的相互影响。利用本文的分析结果,通过设置网络和信道参数,如信道衰减率、节点移动性、消息到达率等,可验证不同的设计模式。优化唤醒的分析结果提供了对优化调度和精确时钟情形下性能的量化估计。 展开更多
关键词 能耗分析 移动AD HOC网络 无线传感器网络
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