無線傳感器網絡協(xié)作MIMO分簇算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡是集數(shù)據(jù)采集、信息處理和無線通信等功能于一體的新型分布式自組織網絡，在軍事、環(huán)保、醫(yī)療和空間探索等領域具有巨大的應用潛力。MIMO技術不僅能通過空間復用，提高信道容量，同時也能通過分集增益，用于對抗無線信道衰落，提高無線鏈路的可靠性，降低發(fā)送端的通信能量消耗。
　　 通過多個無線傳感器節(jié)點協(xié)作構成的協(xié)作MIMO系統(tǒng)具有能耗小，傳輸快等特性，能降低網絡能耗，延長網絡生存時間，提高網絡傳輸速率。在基于協(xié)作MIMO技術的

2、無線傳感器網絡中，分簇算法是決定協(xié)作MIMO實現(xiàn)與影響網絡能耗性能的關鍵步驟。傳統(tǒng)的無線傳感器網絡的分簇算法并不能滿足協(xié)作MIMO應用的需求，目前對基于協(xié)作MIMO技術的無線傳感器網絡分簇算法的研究仍相對薄弱，本文主要針對該問題展開分析與深入探討。
　　 本文介紹了無線傳感器網絡研究背景與研究方向，比較與分析了多種傳統(tǒng)的無線傳感器網絡分簇算法，概述了MIMO技術以及協(xié)作MIMO技術的發(fā)展歷程與基本原理，介紹了多種協(xié)作MIMO系統(tǒng)

3、。通過推導固定速率MIMO，突發(fā)速率MIMO，單跳協(xié)作MIMO與多跳協(xié)作MIMO能耗模型，本文得到在無線傳感器網絡運用MIMO技術的相關距離門限，以及最優(yōu)跳數(shù)與最優(yōu)發(fā)送端協(xié)作節(jié)點數(shù)的求解方法。結合上述的優(yōu)化參數(shù)與距離門限，借鑒層次化網絡拓撲控制思想，本文設計了使用于多跳協(xié)作MIMO技術的無線傳感器網絡分簇算法——多跳協(xié)作MIMO分簇算法。
　　 該算法通過輪與周的循環(huán)讓無線傳感器網絡節(jié)點輪流充當簇首節(jié)點，通過距離預測與最優(yōu)參數(shù)估