本文關鍵詞：無線體域網(wǎng)（WBAN）能量有效性與調(diào)度算法研究

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【摘要】：與WSN網(wǎng)絡類似,無線體域網(wǎng)(WBAN)也是以數(shù)據(jù)采集為目標,網(wǎng)絡采用簡單星形或者多跳星形拓撲。其中,網(wǎng)絡內(nèi)部普通wsn節(jié)點將收集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至CPN節(jié)點,中央處理節(jié)點(CPN)負責WBAN內(nèi)部節(jié)點的管理以及與外部網(wǎng)絡的通信。WBAN中的wsn節(jié)點通常分布于人體體表,甚至體內(nèi),由于wsn節(jié)點能量儲存有限且具備不可充電特性,節(jié)點能量耗盡后,更換節(jié)點難度較大甚至難以實現(xiàn)。這就要求節(jié)點能夠?qū)δ芰扛咝У睦?因此針對WBAN能量有效性的研究就顯得非常重要。除此之外,當多個WBAN網(wǎng)絡共存時,CPNs節(jié)點與外部網(wǎng)絡進行通信極有可能產(chǎn)生相互干擾現(xiàn)象,導致單個WBAN網(wǎng)絡內(nèi)部的數(shù)據(jù)重傳,進而導致節(jié)點能量的浪費,可見WBANs之間的調(diào)度問題也亟需解決。針對WBAN網(wǎng)絡能耗的研究已經(jīng)取得了一定的成果,多數(shù)是對MAC層協(xié)議進行優(yōu)化,以提高節(jié)點對能量的利用效率以及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率,降低網(wǎng)絡時延,達到延長節(jié)點生存周期的目的。但是相關研究多數(shù)將WBAN內(nèi)部節(jié)點對等考慮,忽略WBAN的網(wǎng)絡異構(gòu)性特點。本文針對WBAN能量有效性以及多個WBAN之間的調(diào)度問題展開相關研究,主要包括兩個方面:1.針對WBAN網(wǎng)絡MAC層,對IEEE802.15.6標準MAC超幀結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化�？紤]到WBAN網(wǎng)絡異構(gòu)性特點,根據(jù)內(nèi)部節(jié)點類型與功能的不同,為WSN節(jié)點設置優(yōu)先級;對MAC超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)部時隙分配數(shù)量以及分配順序進行了研究,提出了超幀內(nèi)部時隙數(shù)量分配具體的計算方法;并根據(jù)節(jié)點需求動態(tài)調(diào)整通信優(yōu)先級,提高了網(wǎng)絡內(nèi)部節(jié)點對信道的利用效率。實驗結(jié)果表明優(yōu)化后的MAC協(xié)議相對于原協(xié)議性能有了較大提高,更適合當前WBAN低功耗的要求。2.為解決WBANs間的調(diào)度問題,本文提出基于CPN(Central Processing Node)的調(diào)度算法。提出基于CPN的集中式調(diào)度模型,將多個WBAN之間的干擾模型化為二維無向圖,轉(zhuǎn)化為圖著色問題。考慮到傳統(tǒng)遺傳算法以及模擬退火算法的特性,提出一種啟發(fā)式混合遺傳模擬退火算法。與其他用于體域網(wǎng)調(diào)度的分布式算法不同,利用經(jīng)典智能搜索算法的全局性特點,采用集中式調(diào)度,實驗結(jié)果表明該策略解決調(diào)度問題有較好的性能。
【學位授予單位】：寧波大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 任毅;基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學;2007年

2 李曉;無線體域網(wǎng)傳輸協(xié)議研究[D];煙臺大學;2014年

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本文編號：1136507