低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中延遲技術(shù)的研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了森林環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生和軍事監(jiān)控等無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展和普及。多數(shù)應(yīng)用都對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間，即數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出到被根節(jié)點(diǎn)接收到之間的時(shí)間間隔提出了很高的要求。與此同時(shí)，多數(shù)應(yīng)用也希望實(shí)現(xiàn)低功耗，從而引入了工作周期機(jī)制，在節(jié)點(diǎn)不工作時(shí)關(guān)閉無(wú)線通信模塊，使節(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)。但是這種低功耗機(jī)制會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。
　　本文為了在實(shí)現(xiàn)低功耗的同時(shí)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，提出了兩種不同路由策略下的延遲

2、解決方案。第一種策略是在傳統(tǒng)路由下引入多流水線機(jī)制，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新的時(shí)間片分配策略(MSF)，并提出了兩種最優(yōu)化算法。在該設(shè)計(jì)中，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)擁有多個(gè)父節(jié)點(diǎn)，并能對(duì)父節(jié)點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)間片。為了進(jìn)一步降低環(huán)境感知到數(shù)據(jù)接收的時(shí)間間隔，本文還考慮了從數(shù)據(jù)被感知到數(shù)據(jù)包生成之間的時(shí)間間隔。通過(guò)給網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配合適的喚醒時(shí)間，在網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)以非常小的代價(jià)協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的多條路由路徑來(lái)最小化點(diǎn)對(duì)點(diǎn)平均延遲及最大延遲。第二種策略是在機(jī)會(huì)路由的

3、基礎(chǔ)上，提出基于機(jī)會(huì)路由的喚醒時(shí)間長(zhǎng)度控制策略(D2CS)。在該策略中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)包的延遲動(dòng)態(tài)調(diào)整接下來(lái)的喚醒時(shí)間長(zhǎng)度，將網(wǎng)絡(luò)延遲控制在一定范圍內(nèi)，并在具體傳輸延遲的要求下降低網(wǎng)絡(luò)的總體占空比，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。最后，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，將所提出的MSF策略和D2CS策略分別與傳統(tǒng)的多流水線技術(shù)和機(jī)會(huì)路由技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，MSF策略能將網(wǎng)絡(luò)中的延遲控制在比較低的水平，特別是在網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)，較傳統(tǒng)多流水線技術(shù)降低超過(guò)20