無線傳感網(wǎng)絡通信優(yōu)化仿真分析

1、無線傳感網(wǎng)絡通信優(yōu)化仿真分析摘 要 在無線傳感網(wǎng)絡的設計運行過程中，選擇合理 的通信方式對于整個網(wǎng)絡的工作效率的提升具有非常重要 的作用，在傳統(tǒng)的通信方式構建方法中，無法滿足具有較大 數(shù)量離群節(jié)點的無線傳感網(wǎng)絡的通信需求，本文就在對傳統(tǒng) 的節(jié)點計算方式進行簡單分析的基礎上，提出了相關的無線 傳感網(wǎng)絡通信優(yōu)化計算方法，對于整個網(wǎng)絡的通信效率的提 升都具有積極的作用?！娟P鍵詞】無線傳感網(wǎng)絡 通信優(yōu)化 仿真分析 隨著各項先進技術的發(fā)展與廣泛應用，無線傳感網(wǎng)絡已 經(jīng)在各行各業(yè)都取得了廣泛的應用，良好的通信方式是無線 傳感網(wǎng)絡工作過程中最為重要的內(nèi)容，這就需要對無線傳感 網(wǎng)絡的工作特點進行詳細的分析，并

2、在此基礎上建立其有效 的路由協(xié)議，這對于無線傳感網(wǎng)絡的高效運行具有非常重要 的作用，在其通信方式優(yōu)化分析的過程中，傳統(tǒng)的節(jié)點選擇 算法難以實現(xiàn)復雜網(wǎng)絡的通信優(yōu)化，使得相關的通信協(xié)議不 能很好的滿足實際需求，本文就在此基礎上對其通信優(yōu)化仿 真進行簡單分析。1 無線傳感網(wǎng)絡工作過程中的通信原理在無線傳感網(wǎng)絡的通信過程中，其主要的通信基礎是節(jié)點之間的相互通信，對其通信原理進行簡單分析，假定相關 的無線傳感網(wǎng)絡中具有數(shù)量為 P 的傳感器節(jié)點，所有節(jié)點在 整個無線傳感網(wǎng)絡中是均勻分布的，假設其整個覆蓋區(qū)域可 以看做是一個正方形，并設定其邊長值為b,該無線傳感網(wǎng)絡中具有一個處于其覆蓋范圍之外的基站，網(wǎng)絡中

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

4、傳感網(wǎng)絡中傳感節(jié)點的數(shù)量值。2 無線傳感網(wǎng)絡通信優(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)點分析算法 來進行無線傳感網(wǎng)絡通信方式的構件，一旦網(wǎng)絡中出現(xiàn)離群 節(jié)點，將會導致通信效率的降低， 不能滿足系統(tǒng)的通信需求， 為了有效的解決這一問題，對其實施有效的通信優(yōu)化仿真是 非常必要的，下面就針對此進行簡單分析。2.1 選取簇頭節(jié)點 在傳統(tǒng)的節(jié)點分析計算方法中，認為無線傳感網(wǎng)絡中的 所有節(jié)點在網(wǎng)絡中是均勻分布的，并且具有相等的能量，因 此，在其計算的過程中，可以隨機的選取簇頭節(jié)點，但是在 實際的網(wǎng)絡運行工作中，每個節(jié)點的能量值是不可能完全相 等的，如果還按照傳統(tǒng)的計算方法，隨機的選取簇頭節(jié)點

5、， 那將很難保證所選取的簇頭節(jié)點具有合理的能量值，因此， 在對無線傳感網(wǎng)絡的通信進行優(yōu)化仿真時，對簇頭節(jié)點的選 取方法進行優(yōu)化是非常必要的，在簇頭節(jié)點的選取工作中， 主要的衡量標準就是能量，要想對于無線傳感網(wǎng)絡的魯棒性 具有較好的改善性能，應該在簇頭節(jié)點的選擇過程中選擇能 量較高的節(jié)點。本次研究中，通過下式來進行簇頭節(jié)點選取 閥值的計算：上式中0表示的是節(jié)點的剩余能量等級，如果將相關節(jié) 點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)點被 選

6、為簇頭節(jié)點的概率大大提升，這對于提升無線傳感網(wǎng)絡的 通信效率具有積極的作用。2.2 簇頭節(jié)點的分布分析為了保證相關的無線傳感網(wǎng)絡具有較好的通信性能，在 對其進行區(qū)域化分析的過程中，保證其節(jié)點的均勻分布，并 對其簇頭節(jié)點與基站之間的距離進行嚴格的控制是非常必 要的，對此進行簡單分析，假定某無線傳感網(wǎng)絡具有面積為 S 的覆蓋區(qū)域，整個網(wǎng)絡中的簇頭節(jié)點的數(shù)量占到了總節(jié)點 數(shù)的 q0 的比例，那么在對其簇頭節(jié)點的覆蓋半徑進行設置 時，應該能夠滿足一下的基本要求：并且在實際的設置過程中，要保證簇頭節(jié)點在整個無線 傳感網(wǎng)絡中均勻的分布，則要保證各個簇頭節(jié)點之間的距離 小于簇頭節(jié)點覆蓋區(qū)域的直徑。3 結束語 通信方式的研究是無線傳感網(wǎng)絡運行過程中非常重要 的研究內(nèi)容，本文就在對其通信原理進行簡單分析的基礎 上，對其通信優(yōu)化算法進行了簡單分析，對于無線傳感網(wǎng)絡 的通信優(yōu)化設計具有積極的參考作用。此文為湖北省高等學校青年教師深入企業(yè)行動計劃項 目，編號： XD2014369 研發(fā)階段性成果參考文獻1王章靜，張琦，羅俊海 .無線傳感網(wǎng)絡通信優(yōu)化仿真分析J.計算機仿真，2014 (01).2 楊雷， 李貴鵬， 張萍 .無線傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)缺失下的通信