本文關(guān)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(luò)類似,無線體域網(wǎng)(WBAN)也是以數(shù)據(jù)采集為目標(biāo),網(wǎng)絡(luò)采用簡單星形或者多跳星形拓?fù)洹Ｆ渲?網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部普通wsn節(jié)點(diǎn)將收集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至CPN節(jié)點(diǎn),中央處理節(jié)點(diǎn)(CPN)負(fù)責(zé)WBAN內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的管理以及與外部網(wǎng)絡(luò)的通信。WBAN中的wsn節(jié)點(diǎn)通常分布于人體體表,甚至體內(nèi),由于wsn節(jié)點(diǎn)能量儲(chǔ)存有限且具備不可充電特性,節(jié)點(diǎn)能量耗盡后,更換節(jié)點(diǎn)難度較大甚至難以實(shí)現(xiàn)。這就要求節(jié)點(diǎn)能夠?qū)δ芰扛咝У睦?因此針對(duì)WBAN能量有效性的研究就顯得非常重要。除此之外,當(dāng)多個(gè)WBAN網(wǎng)絡(luò)共存時(shí),CPNs節(jié)點(diǎn)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信極有可能產(chǎn)生相互干擾現(xiàn)象,導(dǎo)致單個(gè)WBAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)重傳,進(jìn)而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)能量的浪費(fèi),可見WBANs之間的調(diào)度問題也亟需解決。針對(duì)WBAN網(wǎng)絡(luò)能耗的研究已經(jīng)取得了一定的成果,多數(shù)是對(duì)MAC層協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化,以提高節(jié)點(diǎn)對(duì)能量的利用效率以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率,降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,達(dá)到延長節(jié)點(diǎn)生存周期的目的。但是相關(guān)研究多數(shù)將WBAN內(nèi)部節(jié)點(diǎn)對(duì)等考慮,忽略WBAN的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性特點(diǎn)。本文針對(duì)WBAN能量有效性以及多個(gè)WBAN之間的調(diào)度問題展開相關(guān)研究,主要包括兩個(gè)方面:1.針對(duì)WBAN網(wǎng)絡(luò)MAC層,對(duì)IEEE802.15.6標(biāo)準(zhǔn)MAC超幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化�？紤]到WBAN網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性特點(diǎn),根據(jù)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)類型與功能的不同,為WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)置優(yōu)先級(jí);對(duì)MAC超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)部時(shí)隙分配數(shù)量以及分配順序進(jìn)行了研究,提出了超幀內(nèi)部時(shí)隙數(shù)量分配具體的計(jì)算方法;并根據(jù)節(jié)點(diǎn)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整通信優(yōu)先級(jí),提高了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)對(duì)信道的利用效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化后的MAC協(xié)議相對(duì)于原協(xié)議性能有了較大提高,更適合當(dāng)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(gè)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(diǎn),采用集中式調(diào)度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該策略解決調(diào)度問題有較好的性能。
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)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(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

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

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本文編號(hào)：1136507