能量有效且延遲敏感的無線傳感網(wǎng)節(jié)點調(diào)度研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的無線網(wǎng)絡(luò)，它能夠?qū)Ω信d趣的區(qū)域進行實時的監(jiān)測，并對周圍環(huán)境進行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理并傳輸給需要的用戶，在軍事、工業(yè)、環(huán)境、反恐等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點具有自組織、易損壞、能量低、不易更換等特點，因此節(jié)能一直是人們研究的熱點問題和重要目標(biāo)。
　　 讓節(jié)點使用工作周期的方式來節(jié)省能量是人們普遍使用的一種大量節(jié)能的方法，它讓暫時不用接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點關(guān)閉天線，處于休眠的狀態(tài)，但這種方法

2、會產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)延遲，而多數(shù)收集的數(shù)據(jù)需要及時的傳到用戶端，因此在節(jié)省能量的同時，對網(wǎng)絡(luò)按照不同應(yīng)用的延遲進行約束，是人們一直研究的重點和難點問題。
　　 針對以上問題，在大量的分析對比各種節(jié)點調(diào)度方法基礎(chǔ)上，提出兩種能量有效、延遲敏感的節(jié)點調(diào)度方案來選擇節(jié)點的下一跳:能量均衡延遲敏感的節(jié)點調(diào)度方案(Energy-Balance and Delay-Sensitive，EBDS)和延遲最小化的節(jié)點調(diào)度方案(Minimum Del

3、ay Scheme，MDS)。
　　 EBDS考慮節(jié)點隨機分布，且不需要知道地理信息的場景，研究增大網(wǎng)絡(luò)生命周期的問題。在使用工作周期的網(wǎng)絡(luò)中，使用最短路徑不一定能夠獲得最小的網(wǎng)絡(luò)延遲，EBDS在選擇下一跳的時候，把工作周期的節(jié)能的優(yōu)勢和最短路徑中的最小延遲的優(yōu)勢相結(jié)合，在定義的時間閥值內(nèi)，選擇最短路徑上的節(jié)點作為下一跳;反之，則選擇第一個醒來的節(jié)點作為下一跳，這樣能夠把網(wǎng)絡(luò)延遲控制在一定的范圍內(nèi)的同時達到了增大網(wǎng)絡(luò)的生命周期的

4、目的。理論分析及實驗結(jié)果表明，EBDS能夠把延遲控制在可接受范圍內(nèi)的同時有效的增大網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
　　 MDS考慮的是節(jié)點隨機分布，不需要知道節(jié)點的地理信息的情況，解決在能耗限定的條件下最小化延遲的問題。在選擇下一跳的時候，要選擇節(jié)點剩余能量在限定范圍內(nèi)且延遲最小的節(jié)點，通過對能量以及延遲的分析計算，得出節(jié)點的消耗代價的表達式，從而計算出節(jié)點的能量判定閥值。MDS能夠較好的把網(wǎng)絡(luò)的生命周期控制在可接受范圍內(nèi)的同時有效的最小化網(wǎng)