针对无线传感网负载均衡问题并考虑在数据收集流量模式下节点的负载与距离数据收集节点Sink的跳数相关的特点,提出了一种基于梯度的非均匀分簇算法。通过构建符合实际流量模式的分簇拓扑结构,寻求网络的负载均衡,在一定程度上缓解近Sink的网络拥塞(“热区”)问题。分析此种数据汇集模式的数据流量特性,给出了节点至Sink跳数(梯度)与其负载流量的关系;从不同梯度的簇头负载与相同梯度的负载两方面着手,设计了负载平衡的非均匀分簇调整算法(WUC),依据节点自身的梯度确定分簇的规模,以多权值优化的方式成簇。仿真结果表明,网络中不同梯度的簇头流量负载标准差降低了9倍左右,网络的负载平衡有了显著的改善。

考虑固定传感器网络中固定与移动汇聚节点共存的工作模式,提出了一种数据收集方法。在兼容网络原有固定汇聚节点模式的同时,支持一个到多个移动汇聚节点,移动汇聚节点定期地向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的存在信息,传感器节点向离自己跳数最小的汇聚节点发送或者转发数据包。距离移动汇聚节点一跳的传感器节点通过应答-超时重传的方法来保证到移动汇聚节点的数据可靠传输。仿真研究表明:相对于传统固定传感器网络,使用该方法能够大幅度地延长网络寿命(正常流量情况下延长600%以上,大流量情况下延长350%以上);在网络高负载时最高数据传输成功率能达到91%,比节点全静止时提高了8.3倍,最低数据传输延迟仅为46.5 ms,比节点全静止时减小了92%。

针对三种典型传感网的野外布设环境,对地表低空收发天线的路径损耗特性进行了现场实验测定,并对测试结果进行了线性拟合分析和建模.测试和拟合结果表明,地表无线信道与传统蜂窝无线信道模型存在较大差别,但仍可采用单折线或双折线模型进行表征,同时得出了一些有助于研究和设计无线传感网的信道传播特性和规律.所得的分析结果有助于深入研究野外地表无线传感网络,提高其仿真实际有效性.