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传感器网络中基于树的最大生命精确数据收集
  • 期刊名称:软件学报,2010,21(9):2289-2303
  • 时间:0
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410083, [2]广西大学计算机与电子信息学院,广西南宁530004
  • 相关基金:国家自然科学基金Nos.60873265 60873188 60903222; 国家重点基础研究发展计划(973)No.2008CB317107; 长江学者与创新团队发展计划 No.IRT0661;致谢 在此,我们向给予本文宝贵意见和建议的评审专家表示衷心地感谢.
  • 相关项目:语义马尔可夫网络下人脸图像非线性超分辨率算法
中文摘要:

在节点密集部署的多跳传感器网络中,精确数据收集使得越靠近Sink节点的传感器节点需要承担越多的数据转发量,能量消耗很快,容易造成"热区",缩短了网络生命周期.为了最大化网络生命周期,需要构造生命周期最大的生成树,但这属于NP完全问题.无须知道节点的位置信息,提出一种算法MAXLAT来解决这个问题.算法以一棵Sink拥有最多孩子的生成树为基础,并根据节点负载的大小将树上节点分别定义为瓶颈节点、次瓶颈节点和富裕节点.然后,通过对所有节点进行着色,不断转移瓶颈节点的子孙,到富裕节点的子树上去.算法结束时,得到一棵"瓶颈节点"负载较轻的生成树.实验结果表明,与目前已有算法相比,MAXLAT构造的树具有更长的生命周期.

英文摘要:

In multi-hop wireless sensor networks that contain a high density of nodes, precise data gathering makes nodes that are close to the sink incur a heavier workload, which depletes their energy faster and can easily cause a "hot spot" that would shorten the network lifetime. The problem of constructing a tree that has a maximum lifespan is NP-complete. An algorithm called MAXLAT can be used to solve this problem without the need for the location of nodes. MAXLAT starts from a tree whose root has the largest number of children. The nodes in the tree are classified into three subsets that go accordingly to their respective loads: bottleneck nodes, sub-bottleneck nodes, and rich nodes. Next, the MAXLAT continues to transfer descendants of high-load nodes to sub-trees of low-load nodes by coloring. When MAXLAT is terminated, it constructs a tree in which "bottleneck nodes" carry a lighter load. Simulation results show that the tree achieved by MAXLAT has a longer lifetime than trees created by previous algorithms.

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