基于随机部署的传感器节点初始组网技术研究

无线传感器网络中节点通常采用大规模随机部署的方式，这种方式决定了节点在初始状态下对周围环境一无所知，甚至包括自身ID。如何让这些对等的、杂乱的"空白"节点，通过局部交互，迅速自组织网络，是一个值得研究的重要问题，它是现有传感器网络各层协议及各类算法得以应用的必要前提。现有的相关组网技术，在随机部署的初始环境下，往往无法直接适用。国内外目前对初始组网问题的关注，亦刚刚起步。课题的关键挑战在于：1）在初始阶段，如何解决无组织、无MAC以及无ID情况下节点间可靠的消息交互问题；2）如何在对等的、无ID以及无MAC的初始节点中，分布式地实现时隙/信道/ID的一跳或两跳互异分配，以及建立层次型网络结构。课题的创新点包括：1）快速、可靠的初始异步通信模型；2）无MAC及ID下的分布式簇头选举算法及两跳染色算法；3）对等节点中基于博弈思想的多信道分配；4）分布式MAC地址（ID）优化分配算法。

课题负责人承担的青年基金项目，通过研究传感器节点在初始随机部署环境下信道接入问题，实现节点间初始有效通信链路的建立及自组网任务。课题已圆满完成，取得的研究成果主要包括：.1、信道随机竞争下传感器节点的分簇调度问题 .该项成果对应于课题研究子内容(2)(3)，解决了初始随机部署下传感器节点间单跳可靠消息交换问题，进而由此完成节点间对信道接入的分簇调度。基于该成果，以第一作者在国际权威期刊IEEE Transactions on Wireless Communications上发表论文一篇。.2、信道随机竞争下传感器节点的TDMA 链路的建立.该项成果对应于课题研究子内容(4)，解决了初始随机部署下传感器节点间可靠通信链路建立以及独立信道识别问题，进而由此完成节点间ID 分配任务。基于该成果，以第一作者在国际权威期刊Computer Communications上发表论文一篇。.3、任意拓扑下传感器节点的多信道分配及时隙调度问题.该项成果对应于课题研究子内容(5)，解决了随机部署形成的任意拓扑下传感器节点无冲突的多信道分配和低时延时隙调度问题，为全局信息的发布提供低时延链路支持。基于该成果，以第一作者在国际权威期刊刊IEEE Transactions on Parallel and Distributed System上发表论文一篇。.总计，基于本课题支持，课题负责人发表国际权威期刊论文5 篇(第一作者3 篇)、国际期刊论文1 篇(第一作者)，国际著名会议论文5 篇。相关成果在课题负责人SenSys’09 及'10 的demos上得到应用。