無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由與性能優(yōu)化研究.pdf

1、在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，大量的傳感節(jié)點(diǎn)部署于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)來(lái)獲取準(zhǔn)確的信息，高密度部署的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的信息有著較強(qiáng)的相似性，直接傳輸大量的冗余數(shù)據(jù)會(huì)造成較大的通信時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)能量的浪費(fèi)．然而，傳感節(jié)點(diǎn)的容易失效性和惡劣的檢測(cè)環(huán)境又要求必要的冗余機(jī)制來(lái)保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸．根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和傳感節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)有效的數(shù)據(jù)調(diào)度算法避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突，權(quán)衡能量消耗和QoS要求確定最佳的冗余度，保證數(shù)據(jù)能夠可靠、實(shí)時(shí)地傳輸?shù)交?，?duì)于改善網(wǎng)絡(luò)的性能具有重大的意

2、義．本文首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和典型的路由協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)地介紹；接著，研究數(shù)據(jù)融合的概念、數(shù)據(jù)融合的目的、要解決的問(wèn)題和典型的基于數(shù)據(jù)融合的路由協(xié)議；其次，研究 QoS的基本概念、QoS路由和典型的支持QoS的典型路由協(xié)議；最后，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和相關(guān)應(yīng)用，本文分別對(duì)上述兩類問(wèn)題提出了兩種路由優(yōu)化算法．具體工作如下：
　　首先，本文在數(shù)據(jù)融合算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)的高密度部署帶來(lái)的過(guò)多冗余數(shù)據(jù)和無(wú)線通信容易受到

3、干擾導(dǎo)致的不能正常接收的問(wèn)題，提出了一種基于貪婪 Peony樹(shù)的數(shù)據(jù)融合調(diào)度算法(GPDA)。該算法首先利用寬度優(yōu)先搜索算法給所有節(jié)點(diǎn)分層,接著為網(wǎng)絡(luò)選擇支配節(jié)點(diǎn)，然后使用不同的適應(yīng)算法為支配節(jié)點(diǎn)選擇連接節(jié)點(diǎn)，而后為每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)確定父親節(jié)點(diǎn)，從而得到一棵數(shù)據(jù)融合樹(shù)，最后為每一層節(jié)點(diǎn)構(gòu)建最大并發(fā)集并分配相應(yīng)的調(diào)度時(shí)間段．
　　其次，本文在支持 QoS路由的典型算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)在惡劣的環(huán)境中易失效特點(diǎn)及用戶的 QoS要求，提

4、出了一種自適應(yīng)容錯(cuò)的 QoS路由優(yōu)化算法(AFTQOA).該算法具有一定的容錯(cuò)性和健壯性．首先計(jì)算出每一次查詢成功的概率、能量消耗量和網(wǎng)絡(luò)能夠成功地響應(yīng)查詢的運(yùn)行時(shí)間，然后得到滿足用戶要求的最佳冗余源節(jié)點(diǎn)和冗余路徑數(shù)目，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸．
　　最后，新算法GPDA和AFTQOA分別與其相對(duì)應(yīng)的典型算法通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真進(jìn)行比較，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新算法GPDA具有很好的應(yīng)用價(jià)值，可得到最佳的通信半徑使得網(wǎng)絡(luò)生命周期最長(zhǎng)，另外該算