輕載型自組織無線傳感器網絡可靠性研究.pdf

1、無線傳感器網絡(WSN)是近年來無線通信領域的一個研究熱點。在WSN應用中，有限的能量是WSN設計中最大困難，所以現存的很多WSN協議，都把優(yōu)化能耗作為首要目標，并且默認部分數據的傳輸失敗不會影響網絡的整體性能。這種假設對于一些WSN的應用背景是成立的，但是對于諸如化學物質、有害氣體監(jiān)測等領域，節(jié)點采集到的數據能否傳到Sink節(jié)點十分重要。而WSN工作環(huán)境惡劣，其信道質量差、網絡容易擁塞、節(jié)點易損壞，這就使得數據傳輸失敗的可能性大大增加

2、。在此背景下，本論文對輕載型WSN網絡可靠性進行了深入研究。 本論文共分為六章，其中重點是第三、四、五章。 第一章是緒論。首先介紹了無線傳感器網絡的基本概念，網絡架構及其相較于傳統網絡的自身特點，其次簡要介紹了當前無線傳感器網絡的關鍵技術，并介紹了無線傳感器網絡在各個領域中廣泛應用。最后簡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絡可靠性的三大因素和與之相關的兩大技術。首先介紹了影響無線傳感器網絡可

3、靠性因素，包括三點：信道錯誤、網絡擁塞和拓撲變化；然后針對信道錯誤，介紹了無線傳感器網絡路由技術；其次是針對網絡擁塞重點介紹了無線傳感器網絡的擁塞控制相關概念、設計目標及其熱點難點。 第三章為全文的重點，針對信道錯誤，提出了基于鏈路質量的能效可靠性路由，利用鏈路信息，選擇最佳鏈路轉發(fā)數據以避免信道錯誤產生的嚴重影響。本章是在分析了基于鏈路質量的LQER路由算法的缺失的基礎上，提出基于鏈路質量的能效可靠性路由算法，使網絡的可靠性得

4、到提高，并通過OPNET仿真軟件建模仿真，進行了驗證。 第四章研究了WSN網絡擁塞控制。針對網絡中存在的路由選擇性引起的“冷區(qū)”和“熱區(qū)”問題，其實質是鏈路質量的差異造成局部數據擁塞，節(jié)點負荷不均勻的狀況，提出了針對性的網絡擁塞控制機制：擁塞弱化虛擬鏈路質量擁塞控制機制，從而使網絡中的局部擁塞得以分流緩解消除，提高網絡性能。 第五章在分析了多種可靠性路由算法的基礎上，進行了綜合性能對比，并抓住幾種可靠性路由算法的性能特征