結合協(xié)作MIMO的分簇無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)能技術研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡常常被部署在一些惡劣的環(huán)境下或人不容易到達的區(qū)域中，這極大地拓展了人們獲取信息的能力，應用前景非常廣闊。但組成無線傳感器網(wǎng)絡的傳感器節(jié)點往往采用電池供電，能量極其有限，而且電池不容易更換。因此，能否高效地使用傳感器節(jié)點有限的電池能量，將直接影響到網(wǎng)絡的生命周期。
　　 多輸入多輸出(MIMO)技術在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用，能有效地降低網(wǎng)絡能耗。分簇是一種有效的節(jié)能技術，它形成的網(wǎng)絡拓撲結構與MIMO系統(tǒng)的結構非常相

2、似。因此，本文將分簇路由算法和MMO技術相結合，實現(xiàn)網(wǎng)絡層和物理層的跨層節(jié)能設計。
　　 本文對無線傳感器網(wǎng)絡和MIMO技術的相關知識進行了全面了解，分析研究了低功耗自適應分簇路由協(xié)議LEACH，并針對其存在簇頭分布不均勻和簇頭產(chǎn)生時未考慮節(jié)點的能量狀態(tài)等不足進行改進，提出了一種能量有效的分簇路由協(xié)議，本文稱其為EE-LEACH。為進一步均衡網(wǎng)絡負載，本文在分析了協(xié)作MIMO節(jié)能的基礎上，將協(xié)作MIMO與EE-LEACH進行聯(lián)合

3、跨層設計，提出了一種能量均衡的協(xié)作MIMO傳輸協(xié)議，本文稱其為EB-LEACH-MIMO。
　　 在EE-LEACH中，整個網(wǎng)絡監(jiān)測區(qū)域被固定劃分為最優(yōu)簇數(shù)個扇形子區(qū)域，每個子區(qū)域為一個簇。在簇頭的產(chǎn)生階段，EE-LEACH同時考慮了節(jié)點的位置和剩余能量信息，并且每下一輪的簇頭由當前輪的簇頭產(chǎn)生。在EB-LEACH-MIMO中，采用正六邊形的網(wǎng)絡分區(qū)策略對EE-LEACH進行改進，并結合協(xié)作MIMO技術，實現(xiàn)了對網(wǎng)絡層和物理層的