无线传感网络通信优化仿真分析

无线传感网络通信优化仿真分析
摘要在无线传感网络的设计运行过程中，选择合理的通信方式对于整个网络的工作效率的提升具有非常重要的作用，在传统的通信方式构建方法中，无法满足具有较大数量离群节点的无线传感网络的通信需求，本文就在对传统的节点计算方式进行简单分析的基础上，提出了相关的无线传感网络通信优化计算方法，对于整个网络的通信效率的提升都具有积极的作用。

【关键词】无线传感网络通信优化仿真分析
随着各项先进技术的发展与广泛应用，无线传感网络已经在各行各业都取得了广泛的应用，良好的通信方式是无线传感网络工作过程中最为重要的内容，这就需要对无线传感网络的工作特点进行详细的分析，并在此基础上建立其有效的路由协议，这对于无线传感网络的高效运行具有非常重要的作用，在其通信方式优化分析的过程中，传统的节点选择算法难以实现复杂网络的通信优化，使得相关的通信协议不能很好的满足实际需求，本文就在此基础上对其通信优化仿真进行简单分析。

1 无线传感网络工作过程中的通信原理
在无线传感网络的通信过程中，其主要的通信基础是节
点之间的相互通信，对其通信原理进行简单分析，假定相关的无线传感网络中具有数量为P的传感器节点，所有节点在整个无线传感网络中是均匀分布的，假设其整个覆盖区域可以看做是一个正方形，并设定其边长值为b，该无线传感网络中具有一个处于其覆盖范围之外的基站，网络中的所有节点的位置都是固定不变的，那么所有节点都具有大致相等的能量，依据实际的需求，可以对节点的通信覆盖半径进行适当的调整，那么在其通信工作中，其总的能量消耗值可以采用以下的计算公式来进行计算：
在无线传感网络的通信优化工作，判断簇头节点，并对其阀值进行计算是非常必要的工作，在实际的应用当中，簇头节点的判断标准是：利用传感节点进行数值的随机生成，如果所生成的数值比阀值要小，那么相对应的节点就是簇头节点，在对簇头节点的阀值进行计算时，采用下式来进行计算：
上式中，l表示的含义是：网络中的簇的数目；q表示的含义是：簇头节点在无线传感网络中所占比例；p表示的含义是：无线传感网络中传感节点的数量值。

2 无线传感网络通信优化仿真分析
通过上文中的分析得知，如果采用传统的节点分析算法来进行无线传感网络通信方式的构件，一旦网络中出现离群节点，将会导致通信效率的降低，不能满足系统的通信需求，
为了有效的解决这一问题，对其实施有效的通信优化仿真是非常必要的，下面就针对此进行简单分析。

2.1 选取簇头节点
在传统的节点分析计算方法中，认为无线传感网络中的所有节点在网络中是均匀分布的，并且具有相等的能量，因此，在其计算的过程中，可以随机的选取簇头节点，但是在实际的网络运行工作中，每个节点的能量值是不可能完全相等的，如果还按照传统的计算方法，随机的选取簇头节点，那将很难保证所选取的簇头节点具有合理的能量值，因此，在对无线传感网络的通信进行优化仿真时，对簇头节点的选取方法进行优化是非常必要的，在簇头节点的选取工作中，主要的衡量标准就是能量，要想对于无线传感网络的鲁棒性具有较好的改善性能，应该在簇头节点的选择过程中选择能量较高的节点。

本次研究中，通过下式来进行簇头节点选取阀值的计算：
上式中φ表示的是节点的剩余能量等级，如果将相关节点未开展通信是的能量值表示为Foriginal，将其开展通信之后的剩余能量表示为Fcurrent，那么就能将φ表示为：φ
=Fcurrent/Foriginal，通过这种选择方法，能量较高的节点被选为簇头节点的概率大大提升，这对于提升无线传感网络的通信效率具有积极的作用。

2.2 簇头节点的分布分析
为了保证相关的无线传感网络具有较好的通信性能，在对其进行区域化分析的过程中，保证其节点的均匀分布，并对其簇头节点与基站之间的距离进行严格的控制是非常必要的，对此进行简单分析，假定某无线传感网络具有面积为S的覆盖区域，整个网络中的簇头节点的数量占到了总节点数的q0的比例，那么在对其簇头节点的覆盖半径进行设置时，应该能够满足一下的基本要求：
并且在实际的设置过程中，要保证簇头节点在整个无线传感网络中均匀的分布，则要保证各个簇头节点之间的距离小于簇头节点覆盖区域的直径。

3 结束语
通信方式的研究是无线传感网络运行过程中非常重要的研究内容，本文就在对其通信原理进行简单分析的基础上，对其通信优化算法进行了简单分析，对于无线传感网络的通信优化设计具有积极的参考作用。

此文为湖北省高等学校青年教师深入企业行动计划项目，编号：XD2014369研发阶段性成果
参考文献
[1]王章静，张琦，罗俊海.无线传感网络通信优化仿真分析[J].计算机仿真，2014（01）.
[2]杨雷，李贵鹏，张萍.无线传感网络数据缺失下的通信优化仿真[J].计算机仿真，2013（12）.
作者简介
谢娅娅（1979-），女，湖北省荆门市人。

硕士学位。

现为荆楚理工学院讲师。

研究方向为通信与信息系统。

作者单位
荆楚理工学院湖北省荆门市448000。