輕載型自組織無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是近年來無線通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在WSN應(yīng)用中，有限的能量是WSN設(shè)計(jì)中最大困難，所以現(xiàn)存的很多WSN協(xié)議，都把優(yōu)化能耗作為首要目標(biāo)，并且默認(rèn)部分?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸失敗不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能。這種假設(shè)對(duì)于一些WSN的應(yīng)用背景是成立的，但是對(duì)于諸如化學(xué)物質(zhì)、有害氣體監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)能否傳到Sink節(jié)點(diǎn)十分重要。而WSN工作環(huán)境惡劣，其信道質(zhì)量差、網(wǎng)絡(luò)容易擁塞、節(jié)點(diǎn)易損壞，這就使得數(shù)據(jù)傳輸失敗的可能性大大增加

2、。在此背景下，本論文對(duì)輕載型WSN網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行了深入研究。 本論文共分為六章，其中重點(diǎn)是第三、四、五章。 第一章是緒論。首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的自身特點(diǎn)，其次簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，并介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。最后簡(jiǎn)述了論文的研究安排。 在第第二章，介紹了影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性的三大因素和與之相關(guān)的兩大技術(shù)。首先介紹了影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可

3、靠性因素，包括三點(diǎn)：信道錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)擁塞和拓?fù)渥兓?；然后針?duì)信道錯(cuò)誤，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)；其次是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞重點(diǎn)介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制相關(guān)概念、設(shè)計(jì)目標(biāo)及其熱點(diǎn)難點(diǎn)。 第三章為全文的重點(diǎn)，針對(duì)信道錯(cuò)誤，提出了基于鏈路質(zhì)量的能效可靠性路由，利用鏈路信息，選擇最佳鏈路轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)以避免信道錯(cuò)誤產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。本章是在分析了基于鏈路質(zhì)量的LQER路由算法的缺失的基礎(chǔ)上，提出基于鏈路質(zhì)量的能效可靠性路由算法，使網(wǎng)絡(luò)的可靠性得

4、到提高，并通過OPNET仿真軟件建模仿真，進(jìn)行了驗(yàn)證。 第四章研究了WSN網(wǎng)絡(luò)擁塞控制。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中存在的路由選擇性引起的“冷區(qū)”和“熱區(qū)”問題，其實(shí)質(zhì)是鏈路質(zhì)量的差異造成局部數(shù)據(jù)擁塞，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷不均勻的狀況，提出了針對(duì)性的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制：擁塞弱化虛擬鏈路質(zhì)量擁塞控制機(jī)制，從而使網(wǎng)絡(luò)中的局部擁塞得以分流緩解消除，提高網(wǎng)絡(luò)性能。 第五章在分析了多種可靠性路由算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了綜合性能對(duì)比，并抓住幾種可靠性路由算法的性能特征