本文關(guān)鍵詞：基于跨層功率控制的WSN路由優(yōu)化算法研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 跨層功率控制 路由優(yōu)化 負(fù)載均衡 生存時(shí)間

【摘要】：隨著感知識(shí)別技術(shù)的快速發(fā)展,以傳感器和智能識(shí)別終端為代表的信息自動(dòng)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)測(cè)量、感知和監(jiān)控等操作。物理世界的聯(lián)網(wǎng)和信息世界的擴(kuò)展需求催生出一種新型的信息獲取和處理技術(shù)——無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常具有大規(guī)模、無中心、自組織、動(dòng)態(tài)拓?fù)渥兓l繁等特點(diǎn),且傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限且難以補(bǔ)充,其計(jì)算與通信功能也很有限。因此,設(shè)計(jì)能量?jī)?yōu)化或節(jié)能的路由協(xié)議是延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期重要手段。此外,基于傳統(tǒng)分層通信協(xié)議設(shè)計(jì)的路由協(xié)議很難滿足多QoS需求,跨層優(yōu)化策略是提高路由協(xié)議性能的不二之選。功率控制技術(shù)作為一種跨層優(yōu)化機(jī)制,通過動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,在保證網(wǎng)絡(luò)連通性和服務(wù)質(zhì)量的前提下,以最大限度延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期為主要目標(biāo),兼顧節(jié)點(diǎn)干擾、傳輸延時(shí)、負(fù)載均衡等性能。論文的主要研究工作如下：1.針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l繁,且隨機(jī)部署的傳感節(jié)點(diǎn),往往出現(xiàn)“熱點(diǎn)”區(qū)域或“孤島”現(xiàn)象。論文在系統(tǒng)地研究基于地理位置信息的平面型路由的基礎(chǔ)上,提出了一種輕量級(jí)路由優(yōu)化算法——基于最優(yōu)連通功率的跨層路由算法。算法的核心思想是將最優(yōu)連通功率控制機(jī)制與路由選擇相結(jié)合,在保證網(wǎng)絡(luò)雙向可靠連通的條件下,綜合前向區(qū)域中節(jié)點(diǎn)干擾等級(jí),剩余能量和空間地理位置信息,動(dòng)態(tài)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。仿真結(jié)果表明算法能夠降低通信能耗,減少節(jié)點(diǎn)間競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度,提高路由QoS性能。2.層次型路由通過高效的節(jié)點(diǎn)管理和減少冗余信息的傳輸提高網(wǎng)絡(luò)能量利用率。但是,由于節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載的不均衡問題,導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載高的節(jié)點(diǎn)率先失效的現(xiàn)象,論文提出一種基于跨層功率控制的負(fù)載均衡路由優(yōu)化算法。算法利用節(jié)點(diǎn)介數(shù)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載,將網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載和物理層剩余能量融合決策簇首成簇發(fā)射功率,以形成不同規(guī)模的簇,簇間采用最小能耗路由傳輸策略。仿真結(jié)果表明算法有效地改善負(fù)載均衡程度,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 跨層功率控制 路由優(yōu)化 負(fù)載均衡 生存時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 選題背景及其意義10-12
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述12-15
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)12-13
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信體系架構(gòu)14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析15-17
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)17-19
• 1.4.1 論文的主要研究?jī)?nèi)容17
• 1.4.2 論文的組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層功率控制與路由技術(shù)19-31
• 2.1 WSN功率控制的目的與意義19-21
• 2.2 功率控制對(duì)WSN協(xié)議層的影響21-24
• 2.3 WSN跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)原理24-27
• 2.3.1 跨層設(shè)計(jì)的概念24-25
• 2.3.2 跨層優(yōu)化模型分類25-27
• 2.3.3 跨層功率控制參考模型27
• 2.4 典型跨層功率控制的路由算法27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 基于最優(yōu)連通功率的跨層路由算法31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)模型和相關(guān)理論31-34
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型假設(shè)31-32
• 3.2.2 節(jié)點(diǎn)傳輸功率模型32
• 3.2.3 節(jié)點(diǎn)干擾模型32-33
• 3.2.4 傳統(tǒng)功率控制和最優(yōu)功率控制比較33-34
• 3.3 CRCP算法描述34-37
• 3.3.1 路徑建立35-36
• 3.3.2 數(shù)據(jù)傳輸與路由維護(hù)36-37
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)37-41
• 3.4.1 場(chǎng)景設(shè)置37
• 3.4.2 仿真結(jié)果及分析37-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于跨層功率控制的負(fù)載均衡路由算法42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)模型和相關(guān)理論42-44
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型假設(shè)42-43
• 4.2.2 節(jié)點(diǎn)能耗模型43-44
• 4.3 CL-LBR算法描述44-49
• 4.3.1 簇首選舉算法45-46
• 4.3.2 跨層功率控制穩(wěn)定成簇46
• 4.3.3 融合決策46-48
• 4.3.4 簇間混合路由48-49
• 4.4 實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)49-53
• 4.4.1 場(chǎng)景設(shè)置49-50
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析50-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 結(jié)論54
• 5.2 展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-61
• 致謝61

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 溫志剛;功率控制在優(yōu)化最壞小區(qū)中的應(yīng)用[J];電信技術(shù);2001年11期

2 錢業(yè)青,姚天任;分布式離散功率控制[J];通信技術(shù);2002年07期

3 李文娟;惠曉威;;3G系統(tǒng)中的幾種聯(lián)合功率控制[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年29期

4 魯玉芳;唐宏;朱江;張家波;;TD-HSUPA系統(tǒng)E-PUCH信道功率控制機(jī)制研究[J];數(shù)字通信;2010年06期

5 張煒,鐵玲,戎蒙恬,諸鴻文;一種基于博奕論的功率控制準(zhǔn)則[J];通信技術(shù);2001年07期

6 鐘衛(wèi),徐友云,蔡躍明;非合作功率控制博弈優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

7 汪筱陽;吳德偉;戴傳金;;多飛機(jī)著陸測(cè)距信號(hào)的功率控制策略[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

8 毛翔宇,鄭建宏;模糊邏輯在內(nèi)環(huán)功率控制中的應(yīng)用[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年03期

9 黎寧,徐艷,謝勝利;一種802.11功率控制協(xié)議的仿真[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年06期

10 肖迎春,裴_g;三種無線通信系統(tǒng)中的功率控制方案[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2004年21期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張丹;俞立;;基于加速超松弛迭代方法的隨機(jī)功率控制[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

2 趙云波;張紀(jì)峰;;無線通信網(wǎng)絡(luò)中的功率控制及相關(guān)控制理論問題[A];第二屆全國(guó)復(fù)雜動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2005年

3 歐懷谷;李富;張良駒;馮俊婷;;核反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)[A];第三屆北京核學(xué)會(huì)核應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

4 杜洪峰;梁朝暉;周正;鄺育軍;;可變速率可變功率的V-BLAST系統(tǒng)的性能分析[A];第九屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 王忠;任蘇萍;雷禮平;楊永禎;;CDMA功率控制的計(jì)算機(jī)仿真[A];四川省通信學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

6 梅俊蓉;鐘義信;;CDMA系統(tǒng)中的最優(yōu)前向功率控制[A];1998年中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];1998年

7 鄧也;戴明艷;張慧;張曉輝;;PS下行功率控制原理及評(píng)估方法簡(jiǎn)介[A];2011全國(guó)無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2011年

8 趙云波;張紀(jì)峰;;Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中兩種功率控制策略的傳輸容量分析[A];第二十四屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2005年

9 李平;;一種新的認(rèn)知無線電功率控制博弈算法[A];2009年全國(guó)無線電應(yīng)用與管理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

10 趙妮麗;王峰;;Ad Hoc功率控制與節(jié)能技術(shù)的研究[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 北京市電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院 王玨;從點(diǎn)看面現(xiàn)有CDMA網(wǎng)絡(luò)如何工作？[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

2 武曉黎;TD手機(jī)很“綠色”[N];中國(guó)消費(fèi)者報(bào);2008年

3 ;第三代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)[N];人民郵電;2001年

4 上海 王坦;常用手機(jī)英語縮略語構(gòu)成特點(diǎn)及解釋[N];電子報(bào);2003年

5 ;“軟硬兼施”TD終端更綠色[N];人民郵電;2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 黃秋萍;多用戶系統(tǒng)的容量及功率控制研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

2 張艷榮;蜂窩移動(dòng)通信分布式功率控制及其性能分析[D];西南交通大學(xué);2007年

3 陳波;移動(dòng)通信系統(tǒng)中功率控制關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];上海交通大學(xué);2008年

4 楊春剛;認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中基于博弈論的功率控制研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

5 胡榮;寬帶CDMA移動(dòng)通信高性能接收及功率控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2002年

6 王曉勇;LTE-A系統(tǒng)中功率分配與功率控制的研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

7 文曉聰;現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)中功率控制和速率控制的研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

8 金婧;LTE-Advanced系統(tǒng)中多天線協(xié)作研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

9 范軍;采用智能天線和功率控制的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究[D];華中科技大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郝麗麗;基于博弈論的兩層Femtocell網(wǎng)絡(luò)功率控制與干擾管理的研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 王金樂;兩層Femtocell網(wǎng)絡(luò)中基于信道增益不確定的魯棒功率控制[D];燕山大學(xué);2015年

3 董廣偉;WCDMA的功率控制應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

4 卜超;蜂窩網(wǎng)絡(luò)中功率控制的研究與分析[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

5 查建青;通信系統(tǒng)低輻射能量方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

6 陳文博;基于Femtocell功率控制技術(shù)與能效的研究[D];寧夏大學(xué);2015年

7 蔡培;基于載荷優(yōu)化與功率控制的智能風(fēng)機(jī)葉片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

8 孫莉莉;基于功率控制博弈的跨層干擾管理研究[D];山東大學(xué);2015年

9 李世杰;面向功率控制的車載自組織網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)研究[D];福建師范大學(xué);2015年

10 王瑜敏;超寬帶無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議及功率控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1007570