无线传感器网络分簇拓扑结构的研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２４卷第ｌ０期　计算机应用研究　Ｖｏ１．２４　Ｎｏ．１０　２００７年ｌ０月　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　０ｃｔ．２００７　无线传感器网络分簇拓扑结构的研究　汤波，罗昌俊，周明天　（电子科技大学计算机科学与工程学院，成都６１００５４）　摘要：在通信方式和能耗分析的基础上，对两种拓扑结构进行比较，提出在不同条件下最优拓扑结构的选择　标准，以及在ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ方式下，节点通信半径的最佳值。满足网络对低能耗的需求。　关键词：无线传感器网络；分簇；单跳；多跳　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—３６９５（２００７）１０—０３１５—０３　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃｌｕｓｔｅｒ　ｉｎ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ＴＡＮＧ　Ｂｏ，ＬＵＯ　Ｃｈａｎｇ—ｊｕｎ，ＺＨＯＵ　Ｍｉｎｇ—ｔｉａｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉ￣ｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００５４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｒａｉｎａｇｅ，ｔｈｅ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ　ｏｆ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｏｄｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｄｉｕｓ　ｏｆ　ｎｏｄｅ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｕｓｉｎｇ　ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ　ｍｏｄｅ　ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｃｌｕｓｔｅｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ＷＳＮｓ　ｆｏｒ　ｌｏｗ—ｅｎｅｒｇｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＳＮｓ）；ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ；ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ；ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ　无线传感器网络的基本组成单位是配备有感知、计算和通　（ｒｅｌａｙ　ｎｏｄｅ）与簇头通信。但是，节点在传送自身的数据之外，　信能力的节点，通过以Ａｄ　ｈｏｅ方式组成的网络　。部署在监　还负责其他节点数据的转发，这也需要消耗能量。本文在对通　测区域感知环境参数，用于布线和电源供给困难的区域、人员　信模式分析和数学推导基础上对这两种拓扑结构加以比较，给　不能到达的区域和一些临时场合（如发生自然灾害时，固定通　出适合不同条件的最佳簇群内拓扑结构模型。　信网络被破坏）等。它不需要固定网络基础设施支持，具有快　本文研究的对象是数据收集类型的ＷＳＮｓ，而不适合事件　速展开、抗毁性和鲁棒性强等特点，广泛应用于军事、工业、交　监测类型的ＷＳＮｓ。前者节点周期地采集数据传送给ｓｉｎｋ；而　通、环保等领域　。　后者节点只有当某种事件发生时，才采集数据，否则一直处于　节点感知参数进行处理，然后通过无线方式传送给汇聚点　睡眠状态。　（ｓｉｎｋ）。汇聚点收集来自所有节点的数据，分析得出监测区域　发生的物理现象。ＷＳＮｓ与传统的Ａｄ　ｈｏｅ网络相比，传感器节　１　问题的描述和假设　点具有十分有限的电能和硬件设施，同时传感器节点不具备移　ＷＳＮｓ部署在二维区域内，每个簇群覆盖范围是以半径为　动能力。ＷＳＮｓ经常部署在条件恶劣和危险的环境中，对节点　ｎ的圆，簇头位于圆的中心，Ｎ个节点随机均匀分布在簇群范　电池的充电或更换几乎不可能。通信方式上，Ａｄ　ｈｏｅ网络采　围内。每个节点是同构的且在初始时具有相同的电能Ｅ　用ａｎｙ—ｔｏ—ｎａｙ方式，而ＷＳＮｓ普遍采用ｍａｎｙ—ｔｏ—ｏｎｅ的方式，导　网络生命周期定义为出现第一个因电能耗尽而失效的节点所　致ＷＳＮｓ节点在能量消耗的不均匀。所以网络的生命周期长　需的时间　…。　短是设计ＷＳＮｓ需要考虑的首要因素。　节点采用文献［５］中的通信模型。两节点间距离为ｄ，短　分簇技术　极大地延长了网络生命周期。将传感器节　距离通信时ｄ＜ｄ…　能量消耗与ｄ　成正比。长距离通信　点划分成多个簇群，每个簇群中有一个节点充当簇头，负责收　ｄ≥ｄ…。　，能量消耗与ｄ　成正比。节点传送／ｂｉｔ数据到距离　集成员节点的数据，进行必要的融合，最后传送给ｓｉｎｋ节点。　为ｄ的另一个节点所消耗能量为　减少节点发送数据的距离和碰撞，加之数据的融合处理，减少　ｆｌＥ　ｌ　＋　ｄ　ｄ＜ｄ…　发送数据的长度，从而降低每个节点的能耗。　Ｅｒｘ（ｆ，ｄ）＝｛　．　ＬｌＥｅｌ　＋２　。ｄ　ｄ≥ｄ　ｓｏｖｅｒ　目前已提出的簇群拓扑结构分为两种：ａ）ｓｉｎｇｌｅ．ｈｏｐ方　其中：第一项堀　表示数据编码，调制解调等过程消耗的能　式　“　Ｊ，所有簇群成员节点直接簇头进行通信。但离簇头较　量；第二项则根据通信距离远近选择对应的无线发送方式消耗　远的节点与簇头通信时将消耗较多的能量；ｂ）ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐ方　的能量。节点接收数据所消耗能量为Ｅ　（１）＝１×Ｅ　，与距离　式　］，成员节点与簇头通信时可利用其他节点作为中继节点　ｄ无关。　收稿日期：２００６—０６—１３；修返日期：２００６—０９—１２　作者简介：汤波（１９７３．），男，四川成都人，博士研究生，主要研究方向为无线传感器网络协议、拓扑控制（ｋｊａｖａ３８８＠ｙａｈｏｏ・ｅｏｍ．ｃｎ）；罗昌俊　（１９６８．），男，四川ｉ－￣Ｊ，－，博士研究生，主要研究方向为计算机网络、信息安全；周明天（１９３９一），男，广西玉林人，博导，主要研究方向为计算机网　络、分技术、并行分布处理、网络与信息系统安全．　维普资讯 http://www.cqvip.com

・３ｌ６・　计算机应用研究　则ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式下，网络生命周期为　Ｔｌ，ｋ—第２４卷　假设簇群成员节点与簇头通信采用无碰撞的ＭＡＣ协议，　如ＴＤＭＡ；不考虑因碰撞和重发所产生的能量消耗，所有数据　报具有相同的长度。　ｍｈ０　：ｍｉｎ｛Ｅ　ｔ／Ｅ　ｆ　（６）　考虑到位于第１环中的节点负责转发所有１环以外所有节点　的数据，节点平均转发数据报数量最多，能量消耗最大。当第　１环中的节点能量耗尽时，网络的连通性将不能保证。所以可　以认为网络生命周期决定于第１环中节点的寿命：Ｔｌ。　一　２簇群拓扑模式能耗分析　簇群内拓扑结构分为ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ和ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ。通信方式如　图１所示。　ｈ０口＝　Ｅ。　。　／Ｅ　。第１环的每个节点能耗表示为　Ｅ１＝（２ｌＥ　ｌ　＋ｌｃ　Ⅱ　）Ｅ［　１］十（１Ｅ　ｌ　＋ｌｅ　Ⅱ　）＝　（２ｌＥ　ｌ　十ｌｃ　ａ　）［（Ⅱ　一Ｒ　）／Ｒ　］＋（１Ｅ　ｌ　。＋ｌｃｂⅡ　）　（７）　由于。＞Ｒ，式（７）中第一项为正值，与式（２）比较后得出：　Ｅ　＞ＥｃＭ。在设定的条件。＜ｄ…　。　下，簇群拓扑采用ｓｉｎｇｌｅ－　（ａ，Ｓｉｎｇｌｅ。ｈｏｐ　（ｂｊ￣ｌｕｌｔｉ。ｈｏｐ　图１簇群拓扑结构　２．１　Ｓｉｎｇｌｅ－ｈｏｐ模式　该模式下，簇群成员节点与簇头直接通信，不通过其他节　点转发数据报。为避免冲突，节点采用非竞争的ＭＡＣ协议，任　意时刻只允许一个成员节点与簇头通信。簇群的覆盖区域是　以。为半径的圆，假设。≤ｄ……　，每个节点的通信半径为尺，　为保证连通性，则Ｒ＝。。离簇头越远的节点比离簇头近的节　点将消耗更多的能量。由于所有节点的初始能量Ｅ　相同，在　最坏的情况下，簇群内每个节点将长度为１的数据报传送给簇　头所消耗的能量表示为　ＥｃＭ：ｌＥ　ｌ　十ｌｃ　（１）　根据网络生命周期的定义，网络生命周期为　Ｔｌ，　－ｓｈ。ｐ：Ｅ　ｔ／ｌ（Ｅ　ｌ　＋　ｂⅡ　）　（２）　２．２　Ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐ模式　簇群成员节点利用其他节点为中继点与簇头通信。各节　点的通信半径为尺，且Ｒ＜。，否则等同ｓｉｎｇｌｅ－ｈｏｐ模式。同时　为确保簇群内节点彼此连通，尺必须足够大，以使得能与邻节　点相互通信。文献［１１］提出ＷＳＮｓ中节点间连通概率与节点　通信半径间的关系：ｎ个节点随机均匀分布在一单位区域中，　节点通信半径为ｒ，节点间连通的概率为Ｐ……　≥１一　ｎｅ一　。如果节点间连通的概率至少为ｇ，则Ｐ　。…　；　ｊ　１一ｎｅ　≥ｑｊｒ（ｎ）≥ｖ／（１／ｎＴｒ）Ｉｎ［　（１一ｇ）］。当，ｖ个节　点随机均匀分布在耵ａ　的区域内，利用上述结论，尺的值为　Ⅱ＞Ｒ≥ｒ＝Ⅱ／（１／Ｎ）Ｉｎ［Ｎ／（１一ｑ）］　（３）　为分析采用ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式的网络生命周期，笔者按照　图１（ｂ）所示的方法把簇群区域划分为ｍ个同心环，环的厚度　为尺，环的数目为１≤ｍ≤［ａ／Ｒ］。第ｉ环中的节点负责转发ｉ　环以外节点的数据，并经ｉ环以内各环的节点层转发到达簇　头。　环以外的节点产生的数据报数目为Ⅳ［耵。　一耵（ｉＲ）　］／　耵。　，第　环中的节点数目为Ⅳ［耵（ｉＲ）　一耵（　一１）　Ｒ　］／耵。　，　第ｉ环中每个节点平均转发数据报数目表示为　Ｅ［　］＝｛Ｎ［　Ⅱ　一　（ｉＲ）　］／　Ⅱ　｝／｛Ⅳ［　（　）　一　（ｉ一１）　Ｒ　］｝／　口　］＝［（ｉＲ）　一。　］／［Ｒ　（１—２ｉ）］　（４）　第ｉ环中每个节点消耗的能量为　Ｅ　＝（２ｌＥ　ｋｃ＋ｌｃｂＲ　）　］＋（１Ｅ　ｋｃ＋ｌｃ　Ｒ　）　（５）　ｈｏｐ模式比ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式具有更长的生命周期，　ｈ　＜　。　ｈ。　。当Ｅ　＿　时，Ｅ［　］—　；当Ｒ＝。时，Ｅ［　］＝０，贝０Ｅ。＝　ＥｃＭ，ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式转换为ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ模式。　当。≥ｄ…　时，参数尺和　决定簇群拓扑模式的选择。　对式（７）求导，得到　。　一ｎｌｈ０　最大值时尺的表达式：　Ｒ：　２Ｅ　ｌ　／ｓ　。　（８）　可以看出尺取决于传感器节点的两个参数Ｅ　和ｓ　。，与部署　的区域大小、密度无关。此外，还需根据网络连通性的要求，节　点通信半径尺还必须满足式（３）的条件。当Ｒ≥ｒ，Ｒ＝Ｒ时簇　群能量消耗最小；若Ｒ＜ｒ，则必须Ｒ＝ｒ以保证网络的连通性；　另外，在Ｒ≥。的情况下，ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ将是簇群拓扑最佳模式。　综合上述，采用ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式时，节点通信半径可由下式求得　五：ｍｉ　｛　“（ｒ，　）．。｝　（９）　３仿真试验及能耗分析　为验证簇群在采用不同拓扑结构时能量消耗的情况，本文　对两种模式下网络能耗进行仿真。仿真参数设定如表１所示。　表１参数设定表　３．１　Ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ模式　采用ｓｉｎｇｌｅ　ｈｏｐ模式，节点与簇头间的距离决定能耗的大　小。图２表示节点能耗与簇群半径之间的关系。随簇群距离　的增大，节点与簇头通信所消耗的能量单调递增。在距离ｄ＜　ｄ…　时，节点能耗Ｅ　正比于ｄ２；。≥ｄ…　时，Ｅ　和　成正　比。节点平均发送数据报数量可以作为衡量生命周期长度的　指标。图３显示节点生命周期随通信距离增大迅速减少并趋　于０。　３．２　Ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式　图４和５分别显示节点经过不同ｈｏｐ数ｍ时，节点能耗、　节点生命周期与簇群半径的关系。在簇群半径ｄ＜３００时，　ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ因节点转发带来额外的能耗使得ｍ正比于能耗Ｅ　。　随簇群半径的增大，ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ的能耗随ｍ增大而降低，表明在　维普资讯 http://www.cqvip.com 第ｌ０期　耀　哑　斟　汤波，等：无线传感器网络分簇拓扑结构的研究　耀　露　《　斟　・３ｌ７・　簇群成员节点与簇头距离较大情况下，采用多跳的方式可以显　著降低节点能耗，延长网络生命周期。　嘲　（ＭｏｂｉＣＯＭ’９９）．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ［ｓ．ｎ．］，１９９９：２６３—２７０．　［２］ＥＳＴＲＩＮ　Ｄ，ＧＩＲＯＤ　Ｌ，ＰＯＴｒｌＥ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ　ｗｉｔｈ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　Ｉｎｔ’１　Ｃｏｎｆ　Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，　Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＩＣＡＳＳＰ　２００１）．２００１．　鞴　誊　鞴　［３］ＡＫＹＩＬＤＩＺ　Ｉ　Ｆ，ＳＵ　Ｗ，ＳＡＮＫＡＲＡＳＵＢＲＡＭＡＮＩＡＭ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｗｉｒｅ—　ｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ａ　ｓｕｒｖｅｙ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，２００２，３８　（４）：３９３—４２２．　簇群半径／ｍ　霜　簇群半径／ｍ　《　拈　［４］ＨＥＩＮＺＥＬＭＡＮ　Ｗ，ＣＨＡＮＤＲＡＫＡＳＡＮ　Ａ，ＢＡＬＡＫＲＩＳＨＮＡＮ　Ｈ．Ａｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｉｆｃ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔ－　图２　Ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ模式下节点　生命期与簇群半径的关系　图３　Ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ模式下节点　耗能与簇群半径的关系　ｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍ，２００２，１（４）：６６０－６７０．　［５］ＹＯＵＮＩＳ　Ｓ，ＦＡＨＭＹ　Ｓ．Ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｅｄ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ａｄ　ｈｏｃ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔ－　蛔　０．０４　籁　鞋　ｗｏｒｋｓ：ａ　ｈｙｂｒｉｄ，ｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｃ］／／Ｐｒｃｏ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　ＩＮＦＯ－　０．０３　强　ＣＯＭ．Ｈｏｎｇ　Ｋｏｎｇ：［ｓ．ｎ．］，２００４．　０．０２　［６］ＡＭＩＳ　Ｄ，ＰＲＡＫＡＳＨ　Ｒ，ＶＵＯＮＧ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｍａｘ－ｍｉｎ　ｄ－ｃｌｕｓｔｅｒ　ｏｆｒｍａ—　０．０１　霜　ｔｉｏｎ　ｉｎ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ａｄ　ｈｏｃ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　ＩＮＦＯＣＯＭ．　２０００．　０　２００　４００　６００　８００　堆　簇群半径／ｍ　簇群半径／ｍ　［７］ＢＨＡＲＤＷＡＪ　Ｍ，ＧＡＲＮＥＴｒ　Ｔ，ＣＨＡＮＤＲＡＫＡＳＡＮ　Ａ　Ｐ．Ｕｐｐｅｒ　图４　Ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式下节点　图５　Ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ模式下节点　ｂｏｕｎｄｓ　ｏｎ　ｌｉｆｅｔｌｍｅ　ｏｆ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｍａ．　能耗与簇群半径的关系　生命期与簇群半径的关系　ｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＩＣＣ’０１）．Ｈｅｌｓｉｎｋｉ，Ｆｉｎｌａｎｄ：　［ｓ．ｎ．］，２００１．　４结束语　［８］ＢＡＮＤＹＯＰＡＤＨＹＡＹ　Ｓ，ＣＯＹＬＥ　Ｅ．Ａｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　无线传感器网络采用分簇技术可以极大降低节点的能耗，　ＩＮＦＯＣＯＭ．２０Ｈ０３．　延长网络的生命周期。簇群内部的拓扑结构形式直接决定网　［９］ＨＥＩＮＺＥＬＭＡＮ　Ｗ　Ｒ，ＣＨＡＮＤＲＡＫＡＳＡＮ　Ａ，ＢＡＬＡＫＲＩＳＨＮＡＮ　Ｈ．　络的能耗性能。本文系统地分析了在ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ和ｍｕｌｔｉ—ｈｏｐ　Ｅｎｅｒｙｇ・ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｆｏｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔ－－　两种拓扑结构模式下，节点能耗和网络生命周期的性能指标，　ｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｃｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈａｗａｉｉ　Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　并给出在满足网络连通性条件下，节点最佳通信半径值。仿真　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ．Ｈａｗａｉｉ：［ｓ．ｎ．］，２０００．　表明在簇群半径较小时，采用ｓｉｎｇｌｅ—ｈｏｐ模式可以实现网络能　［１０］ＢＬＯＵＧＨ　Ｄ　Ｍ，ＳＡＮＴＩ　Ｐ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ　ｕｐｐｅｒ　ｂｏｕｎｄｓ　ｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｌｉ・　耗最小；在簇群内半径较大时，通过降低节点的通信半径，利用　￣ｔｉｍｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｅｌｌ－－ｂａｓｅｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｉｎ　ｓｔａ－－　其他节点转发数据到簇头，可显著降低整个网络的能量消耗。　ｔｉｏｎａｒｙ　Ａｄ　ｈｏｃ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｃｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡＣＭ／ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＭＯＢＩＣＯＭ）．　参考文献：　２０Ｈ０２．　［１］ＥＳＴＲＩＮ　Ｄ，ＧＯＶＩＮＤＡＮ　Ｒ，ＨＥＩＤＥＭＡＮＮ　Ｊ．Ｎｅｘｔ　ｃｅｎｔｕｒｙ　ｃｈａｌｌｅｎ—　［１　１］ＧＵＰＴＡ　Ｐ，ＫＵＭＡＲ　Ｐ　Ｒ．Ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆｒ　ａｓｙｍｐｔｏｔｉｃ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｇｅｓ：ｓｃａｌａｂｌｅ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｔｈ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／ＦＬＥＭＩＮＧ　Ｗ　Ｈ，ＭｃＥＮＥＡＮＹ　Ｗ　Ｍ，ＹＩＮ　Ｇ，　Ａｎｎｕａｌ　Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｅｔ　ａ１．Ａ　ｖｏｌｕｍｅ　ｉｎ　ｈｏｎｏｒ．Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ：Ｂｉｒｋｈａｕｓｅｒ，１９９８：１２１—１２８．　（上接第３１４页）数据来重构数据；ｂ）基于时间相关性的错误隐　生意外事件及时监控起到良好的作用。　藏，即利用时间上相邻帧很强的相关性来进行错误隐藏；ｅ）采　参考文献：　用自适应方法进行改进，即根据图像的特点和误码的类型来选　［１］朱宏擎，乔昕．基于小波变换的视频编解码芯片ＡＤＶ６１１的原理　择相应的恢复方法。　和应用［Ｊ］．应用科技，２００２，２９（１１）：２９—３２．　［２］袁宇望，王健．微波技术在视频图像无线传输中的应用［Ｊ］．光电　５结束语　子技术，２００６，２６（１）：６６－６８．　与目前使用的采用卫星或微波技术实现实时视频监控相　［３］杨志伟，冯宗哲，郭宝龙．实时视频网络传输系统实现技术［Ｊ］．电　讯技术，２００５，４：６１—６５．　比较，本系统抗干扰性大大提高。由于卫星和微波技术中，天　［４］熊智华，李强，张颖．基于ＴＭＳ３２０ＶＣ５４１６的图像采集处理系统　线是系统的重要部分，它直接影响到系统的性能，然而天线却　［Ｊ］．计算机工程与应用，２００５（４）：１０９－１１１．　容易受到外界环境的影响，如在雨、雾和气温转变会造成信号　［５］李慧玲，张甲田，王秋林．ＡＤＶ６１１芯片在视频图像压缩／解压缩　的急剧衰减　。本系统则充分利用了３Ｇ网络，受外界环境的　中的应用［Ｊ］．石油仪器，２００６，２０（１）：５９－６１．　影响相对较小，所以具有较好的稳定性。本系统可方便地应用　［６］吴松，王海婴．用ＤＳＰ及ＡＤＶ６１１实现无线视频通信［Ｊ］．电信科　在各种临时或紧急场合，如现场指挥系统，为专家在远程指挥　学，２００１，５：６１－６２．　『７］张松．基于ＤＳＰ的图像采集、处理和无线传输［Ｄ］．成都：四川大　现场获取最宝贵的信息。另外，结合报警系统可应用在汽车防　学通信与信息系统系，２００４．　盗上，当盗车贼作案时，防盗报警系统可以实行与视频监控系　［８］季瑞松．基于ＧＰＲＳ无线图像监控系统的研究和应用［Ｄ］．杭州：　统联动，及时将现场犯罪信息传给远程的监控中心，这样对发　浙江大学控制理论与控制工程系，２００４．