基於隨機部署的感測器節點初始組網技術研究

《基於隨機部署的感測器節點初始組網技術研究》是依託華中科技大學，由郭鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於隨機部署的感測器節點初始組網技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭鵬
• 依託單位：華中科技大學

項目摘要

無線感測器網路中節點通常採用大規模隨機部署的方式，這種方式決定了節點在初始狀態下對周圍環境一無所知，甚至包括自身ID。如何讓這些對等的、雜亂的空白節點，通過局部互動，迅速自組織網路，是一個值得研究的重要問題，它是現有感測器網路各層協定及各類算法得以套用的必要前提。現有的相關組網技術，在隨機部署的初始環境下，往往無法直接適用。國內外目前對初始組網問題的關注，亦剛剛起步。課題的關鍵挑戰在於：（1）在初始階段，如何解決無組織、無MAC以及無ID情況下節點間可靠的訊息互動問題；（2）如何在對等的、無ID以及無MAC的初始節點中，分散式地實現時隙/信道/ID的一跳或兩跳互異分配，以及建立層次型網路結構。課題的創新點包括：（1）快速、可靠的初始異步通信模型；（2）無MAC及ID下的分散式簇頭選舉算法及兩跳染色算法；（3）對等節點中基於博弈思想的多信道分配；（4）分散式MAC地址（ID）最佳化分配算法。

結題摘要

課題負責人承擔的青年基金項目，通過研究感測器節點在初始隨機部署環境下信道接入問題，實現節點間初始有效通信鏈路的建立及自組網任務。課題已圓滿完成，取得的研究成果主要包括： 1、信道隨機競爭下感測器節點的分簇調度問題 該項成果對應於課題研究子內容(2)(3)，解決了初始隨機部署下感測器節點間單跳可靠訊息交換問題，進而由此完成節點間對信道接入的分簇調度。基於該成果，以第一作者在國際權威期刊IEEE Transactions on Wireless Communications上發表論文一篇。 2、信道隨機競爭下感測器節點的TDMA 鏈路的建立 該項成果對應於課題研究子內容(4)，解決了初始隨機部署下感測器節點間可靠通信鏈路建立以及獨立信道識別問題，進而由此完成節點間ID 分配任務。基於該成果，以第一作者在國際權威期刊Computer Communications上發表論文一篇。 3、任意拓撲下感測器節點的多信道分配及時隙調度問題 該項成果對應於課題研究子內容(5)，解決了隨機部署形成的任意拓撲下感測器節點無衝突的多信道分配和低時延時隙調度問題，為全局信息的發布提供低時延鏈路支持。基於該成果，以第一作者在國際權威期刊刊IEEE Transactions on Parallel and Distributed System上發表論文一篇。 總計，基於本課題支持，課題負責人發表國際權威期刊論文5 篇(第一作者3 篇)、國際期刊論文1 篇(第一作者)，國際著名會議論文5 篇。相關成果在課題負責人SenSys’09 及'10 的demos上得到套用。