Responsive image
博碩士論文 etd-0715109-154428 詳細資訊
Title page for etd-0715109-154428
論文名稱
Title
感測網路生存時間最大化之啟發式演算法
A Heuristic Algorithm for Maximizing Lifetime in Sensor Network
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
54
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2009-06-17
繳交日期
Date of Submission
2009-07-15
關鍵字
Keywords
無線感測網路、生存時間、啟發式演算法
Heuristic Algorithm, Wireless Sensor Network, Lifetime
統計
Statistics
本論文已被瀏覽 5653 次,被下載 1916
The thesis/dissertation has been browsed 5653 times, has been downloaded 1916 times.
中文摘要
無線感測網路可以應用在環境的監控, 醫療健康與軍事方面。 由於感測節點的能量有限並且無法即時的補充電力, 因此有許多的研究是希望能延長感測網路的生存時間。 所謂的生存時間是指基地台能夠接收所有節點資料的最大次數。 在資料收集方面當使用者提出一個詢問時, 基地台則必須收集所有感測節點所感測的資料。
在之前研究所定義的問題是, 給定一個感測網路與各節點所剩餘能量, 和節點與節點之間傳送一個資料量所需的能量, 找出是否存在一棵指向 sink 的有向樹,使得剩餘最少能量為最大化。在本篇中我們定義出一個新的問題, 此問題為在給定各節點所剩餘能量, 和節點與節點之間傳送一個資料量所需的能量, 是否可以找出每個節點到 sink 的路徑, 使得剩餘最少能量能最大化, 我們證明此問題為 NP-complete, 之後提出一個 heuristic algorithm 與一個近似窮舉的演算法並且舉出範例。
Abstract
Wireless sensor network has applications in environmental surveillance,
healthcare, and military operations. Because the energy of sensor nodes is
limited and nodes are unable to supply energy in real time, the purpose of
many researches is to prolong lifetime of sensor network. Lifetime is times
that the sink can collect data from all sensor nodes. When a user proposes
a query, then the sink gathers data from all sensor nodes.
The problem defined in the previous research is given a sensor network
and residual energy of each node, and the energy consumption of transmitting
a unit message between two nodes. Then this problem is to find a directed
tree that maximize minimum residual energy. In this thesis, we define a new
problem that given a sensor network and residual energy of each node, and the
energy consumption of transmitting a unit message between two nodes. Then
our problem is to find a path of each node, which maximize minimum residual
energy. We prove this problem is NP-complete. We propose a heuristic
algorithm and a similar heuristic algorithm for this problem.
目次 Table of Contents
1 Introduction 1
1.1 背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 符號介紹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 論文架構 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 相關研究 5
2.1 問題定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Liang and Liu 的演算法[4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 範例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 系統模型與問題定義 13
3.1 系統模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 問題定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4 Heuristic 演算法 16
4.1 演算法的精神 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 演算法介紹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3 範例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.4 分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5 近似窮舉演算法 31
5.1 符號介紹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2 演算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.3 範例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6 結論與未來目標 42
參考文獻 References
[1] Edgar H.Callaway ”Wireless Sensor Network Arctures and Protocols”
San Franciso California: Morgan Kaufmann, Elsevier Science 2004
[2] Wendi Rabiner Heinzelman, Anantha Chandrasan, and Hari Balakr-
ishnan ”Energy-Efficient Communication Protocol for Wireless Micro
sensor Networks” Proc. IEEE Hawaii Int’l Conf. System Sciences, 2000
[3] Stephanie Lindsey, Cauligi S.Raghavendra ”PEGASIS:Power-Efficient
Gathering in Sensor Information System” Proc. IEEE Aerospace
Conf.,pp. 1125-1130, 2002
[4] Weifa Liang, Yuzhen Liu ”Online Data Gathering for Maximizing Net-
work Lifetime in Sensor Networks” IEEE Transaction on Mobile com-
puting, VOL.6, NO.1, January 2007
[5] Laurent Eschenauer and Virgil D. Gligor ”A Key-Management Scheme
for Distributed Sensor Network” In Proceedings of the 9th ACM Conf.
Comp. Sec, Nov 2002 pp.41-47.
[6] W. Du, J. Deng, S. Han, P.K. Varshney ”A Pairwise Key Predistribution
Scheme for Wireless Sensor Network” In Proceedings of the 10th ACM
Conf. Comp. Sec, Nov 2003.
[7] W. Du, J. Deng, S. Han, P.K. Varshney ”A Key Management Scheme
for Wireless Sensor Network” Proc. IEEE INFOCOM ’04, Mar. 2004
[8] Key Distribution Mechanisms for Wireless Sensor Networks: a Survey
SEYIT A. CAMTEPE and BULENT YENER March 23, 2005
[9] Rolf Blom An Optimal Of Symmteric Key Systems EUROCRYPT’84
pp.335-338, 1985
[10] C.Blunto, A.D.Santis, A.Herzberg, S.Kutten, U.Vaccaro, and M.Yung
Perfactly-Secure Key Distribution for Dynamic Conferences Lecture
Notes in Computer Science, Vol 29, 1993
[11] Donggang Liu, Peng Ning Improving Key Pre-distribution with Deploy-
ment Knoeledge in Static Sensor Networks ACM Transaction on Sensor
network 2005
[12] Donggang Liu, Peng Ning Establishing Pairwise Keys in Distributed
Sensor Networks CCS’03, October 2003
[13] Huanzhao Wang, Dongwei Luo, Feifei Study on Dynamic Key manage-
ment of Clustered Sensor Network International Journal of Computer
Science and Network Security, VOL.6 No.6, June 2006
[14] Adrian Perrig, John Stankovic, and David Wagner Security In Wireless
Sensor Networks Communication of the ACM June 2004/Vol 47
[15] Blaskar Krishnamachari, Deborah Estrin, Stephen Modeling Data-
Centric Routing in Wireless Sensor Network IEEE INFOCOM 2002
電子全文 Fulltext
本電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。
論文使用權限 Thesis access permission:校內外都一年後公開 withheld
開放時間 Available:
校內 Campus: 已公開 available
校外 Off-campus: 已公開 available


紙本論文 Printed copies
紙本論文的公開資訊在102學年度以後相對較為完整。如果需要查詢101學年度以前的紙本論文公開資訊,請聯繫圖資處紙本論文服務櫃台。如有不便之處敬請見諒。
開放時間 available 已公開 available

QR Code