無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化仿真分析

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化仿真分析摘 要 在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中，選擇合理 的通信方式對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作效率的提升具有非常重要 的作用，在傳統(tǒng)的通信方式構(gòu)建方法中，無法滿足具有較大 數(shù)量離群節(jié)點(diǎn)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信需求，本文就在對(duì)傳統(tǒng) 的節(jié)點(diǎn)計(jì)算方式進(jìn)行簡(jiǎn)單分析的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)的無線 傳感網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化計(jì)算方法，對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信效率的提 升都具有積極的作用?！娟P(guān)鍵詞】無線傳感網(wǎng)絡(luò) 通信優(yōu)化 仿真分析 隨著各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，無線傳感網(wǎng)絡(luò)已 經(jīng)在各行各業(yè)都取得了廣泛的應(yīng)用，良好的通信方式是無線 傳感網(wǎng)絡(luò)工作過程中最為重要的內(nèi)容，這就需要對(duì)無線傳感 網(wǎng)絡(luò)的工作特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并

2、在此基礎(chǔ)上建立其有效 的路由協(xié)議，這對(duì)于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行具有非常重要 的作用，在其通信方式優(yōu)化分析的過程中，傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)選擇 算法難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的通信優(yōu)化，使得相關(guān)的通信協(xié)議不 能很好的滿足實(shí)際需求，本文就在此基礎(chǔ)上對(duì)其通信優(yōu)化仿 真進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)工作過程中的通信原理在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信過程中，其主要的通信基礎(chǔ)是節(jié)點(diǎn)之間的相互通信，對(duì)其通信原理進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，假定相關(guān) 的無線傳感網(wǎng)絡(luò)中具有數(shù)量為 P 的傳感器節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)在 整個(gè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中是均勻分布的，假設(shè)其整個(gè)覆蓋區(qū)域可 以看做是一個(gè)正方形，并設(shè)定其邊長(zhǎng)值為b,該無線傳感網(wǎng)絡(luò)中具有一個(gè)處于其覆蓋范圍之外的基站，網(wǎng)絡(luò)中

3、的所有節(jié) 點(diǎn)的位置都是固定不變的，那么所有節(jié)點(diǎn)都具有大致相等的 能量，依據(jù)實(shí)際的需求，可以對(duì)節(jié)點(diǎn)的通信覆蓋半徑進(jìn)行適 當(dāng)?shù)恼{(diào)整，那么在其通信工作中，其總的能量消耗值可以采 用以下的計(jì)算公式來進(jìn)行計(jì)算： 在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信優(yōu)化工作，判斷簇頭節(jié)點(diǎn)，并對(duì) 其閥值進(jìn)行計(jì)算是非常必要的工作，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，簇 頭節(jié)點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：利用傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值的隨機(jī)生成， 如果所生成的數(shù)值比閥值要小，那么相對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)就是簇頭 節(jié)點(diǎn)，在對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)的閥值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，采用下式來進(jìn)行計(jì) 算：上式中， l 表示的含義是：網(wǎng)絡(luò)中的簇的數(shù)目； q 表示的 含義是：簇頭節(jié)點(diǎn)在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中所占比例； p 表示的含 義是：無線

4、傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)量值。2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化仿真分析 通過上文中的分析得知，如果采用傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析算法 來進(jìn)行無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信方式的構(gòu)件，一旦網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)離群 節(jié)點(diǎn)，將會(huì)導(dǎo)致通信效率的降低， 不能滿足系統(tǒng)的通信需求， 為了有效的解決這一問題，對(duì)其實(shí)施有效的通信優(yōu)化仿真是 非常必要的，下面就針對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。2.1 選取簇頭節(jié)點(diǎn) 在傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析計(jì)算方法中，認(rèn)為無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的 所有節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中是均勻分布的，并且具有相等的能量，因 此，在其計(jì)算的過程中，可以隨機(jī)的選取簇頭節(jié)點(diǎn)，但是在 實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工作中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量值是不可能完全相 等的，如果還按照傳統(tǒng)的計(jì)算方法，隨機(jī)的選取簇頭節(jié)點(diǎn)

5、， 那將很難保證所選取的簇頭節(jié)點(diǎn)具有合理的能量值，因此， 在對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信進(jìn)行優(yōu)化仿真時(shí)，對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)的選 取方法進(jìn)行優(yōu)化是非常必要的，在簇頭節(jié)點(diǎn)的選取工作中， 主要的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是能量，要想對(duì)于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的魯棒性 具有較好的改善性能，應(yīng)該在簇頭節(jié)點(diǎn)的選擇過程中選擇能 量較高的節(jié)點(diǎn)。本次研究中，通過下式來進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)選取 閥值的計(jì)算：上式中0表示的是節(jié)點(diǎn)的剩余能量等級(jí)，如果將相關(guān)節(jié) 點(diǎn)未開展通信是的能量值表示為 Foriginal ，將其開展通信之 后的剩余能量表示為 Fcurrent，那么就能將$表示為：0 =Fcurrent/Foriginal ，通過這種選擇方法，能量較高的節(jié)點(diǎn)被 選

6、為簇頭節(jié)點(diǎn)的概率大大提升，這對(duì)于提升無線傳感網(wǎng)絡(luò)的 通信效率具有積極的作用。2.2 簇頭節(jié)點(diǎn)的分布分析為了保證相關(guān)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有較好的通信性能，在 對(duì)其進(jìn)行區(qū)域化分析的過程中，保證其節(jié)點(diǎn)的均勻分布，并 對(duì)其簇頭節(jié)點(diǎn)與基站之間的距離進(jìn)行嚴(yán)格的控制是非常必 要的，對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，假定某無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有面積為 S 的覆蓋區(qū)域，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)量占到了總節(jié)點(diǎn) 數(shù)的 q0 的比例，那么在對(duì)其簇頭節(jié)點(diǎn)的覆蓋半徑進(jìn)行設(shè)置 時(shí)，應(yīng)該能夠滿足一下的基本要求：并且在實(shí)際的設(shè)置過程中，要保證簇頭節(jié)點(diǎn)在整個(gè)無線 傳感網(wǎng)絡(luò)中均勻的分布，則要保證各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)之間的距離 小于簇頭節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)域的直徑。3 結(jié)束語 通信方式的研究是無線傳感網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中非常重要 的研究?jī)?nèi)容，本文就在對(duì)其通信原理進(jìn)行簡(jiǎn)單分析的基礎(chǔ) 上，對(duì)其通信優(yōu)化算法進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)于無線傳感網(wǎng)絡(luò) 的通信優(yōu)化設(shè)計(jì)具有積極的參考作用。此文為湖北省高等學(xué)校青年教師深入企業(yè)行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng) 目，編號(hào)： XD2014369 研發(fā)階段性成果參考文獻(xiàn)1王章靜，張琦，羅俊海 .無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化仿真分析J.計(jì)算機(jī)仿真，2014 (01).2 楊雷， 李貴鵬， 張萍 .無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)缺失下的通信