优化传输距离的非均匀数据传感器网络节能算法

"本文主要探讨了无线传感器网络中由于非均匀数据产生率导致的能量洞问题，并提出了一种节能算法，该算法旨在优化基于环模型的多跳传感器网络的传输距离，以延长网络寿命。通过建立环关系表来寻找近似最优的传输距离，实现了在降低算法复杂度的同时获得接近最优解的解决方案。模拟实验结果表明，应用此节能算法的网络寿命可接近理想最优序列下的网络生命周期，并能有效延长网络寿命，优于已有文献中提出的算法。" 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是现代物联网技术的重要组成部分，广泛应用于环境监测、军事侦察等多个领域。然而，由于传感器节点通常由电池供电且能量有限，因此网络寿命成为制约其效能的关键因素。"能量洞"问题是指在网络中，某些区域由于过度的数据转发和通信，导致能量消耗过快，形成"能量洼地"，进而缩短了整个网络的寿命。 针对这个问题，本文提出了一个适用于非均匀数据产生率的传感器网络的节能算法。在多跳网络中，通常采用环形结构（如同心圆模型），即数据沿着多个层次的环状路径向汇聚节点传递。通过优化这些环的传输距离，可以均衡各个节点的能量消耗，避免能量集中在某些特定节点上。 算法的核心在于建立环关系表，这种方法允许系统快速搜索到近似最优的传输距离。这样做的目的是在不显著增加计算复杂性的情况下，找到一个接近全局最优的解决方案，平衡数据传输与能量消耗的关系。通过这种方式，不仅可以有效地延长网络寿命，还能确保数据传输的效率。 模拟实验的分析结果显示，应用该节能算法的网络寿命几乎可以达到理想情况下最优传输距离设置的网络寿命，这在实际应用中具有重要意义。此外，与现有文献中的其他节能算法相比，该算法能更有效地延长网络的生存时间，提高了整体的网络性能。 本文提出的节能算法为解决无线传感器网络中的能量洞问题提供了一种新的思路，通过优化传输距离和降低算法复杂度，能够在保持网络功能的同时，显著提升网络的生命周期，这对于无线传感器网络的长期稳定运行具有积极的促进作用。