Relay組網(wǎng)中Relay節(jié)點選擇算法研究與組網(wǎng)平臺的實現(xiàn).pdf

1、隨著物理世界對聯(lián)網(wǎng)的需求越來越大，物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景，適用于物聯(lián)網(wǎng)的無線局域網(wǎng)也越來越趨向于大規(guī)模、高密度部署，即要求支持更多用戶節(jié)點和更大覆蓋范圍。在低頻段低功耗無線局域網(wǎng)中，為了實現(xiàn)大規(guī)模用戶節(jié)點部署和大范圍覆蓋，采用了基于Relay的多跳組網(wǎng)模式。該組網(wǎng)模式將大規(guī)模節(jié)點分別歸屬于不同的Relay節(jié)點管理，在每個Relay內(nèi)部使用不同的信道來減少節(jié)點之間的沖突；同時，通過Relay節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)機制將一次長距離傳輸改成兩次短距離傳

2、輸，降低各節(jié)點的發(fā)射功率。但是，由于很多節(jié)點之間數(shù)據(jù)的交互是周期性進行的，同時開啟大量Relay節(jié)點可能會導致很多Relay節(jié)點頻繁地處于空閑狀態(tài)，而節(jié)點在處于空閑狀態(tài)也要消耗相當大的能量，這勢必造成了不必要的能量浪費。
　　針對能耗問題，本文提出了一種基于覆蓋控制的Relay節(jié)點選擇算法。首先以節(jié)點部署相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過粗選和精選確定備選的Relay節(jié)點組；然后搭建仿真模型，通過Matlab仿真，綜合比較了每組Relay節(jié)點的

3、覆蓋率、休眠率和覆蓋能耗，確定最終開啟的Relay節(jié)點的位置和數(shù)量。通過此算法，可以有效地調(diào)節(jié)Relay節(jié)點的數(shù)量，在滿足一定覆蓋要求前提下，減少開啟的Relay節(jié)點個數(shù)，讓一部分Relay節(jié)點進入休眠狀態(tài)，從而降低能耗。
　　為了驗證多跳組網(wǎng)的性能，我們搭建了基于Linux的演示驗證平臺，設計了節(jié)點的自適應性切換機制：節(jié)點可根據(jù)當前的鏈路質(zhì)量，在直聯(lián)模式（直接與接入點關(guān)聯(lián)）和Relay組網(wǎng)模式下自適應性切換，從吞吐量、時延和丟包