隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,WiFi和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)都得到了廣泛的應(yīng)用。WSN中各節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)會受到不同程度的干擾,這種干擾既包括附近環(huán)境的噪聲干擾,節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的相互干擾,還包括同頻段的WiFi節(jié)點(diǎn)的干擾,因?yàn)樗鼈兺幱?.4G ISM頻段。如何降低或者解決節(jié)點(diǎn)所受的干擾,提高通信可靠性,成為一個(gè)亟待解決的問題。因此出現(xiàn)了許多針對降低干擾來提高通信可靠性的方案,其中基于信道分配的方案備受關(guān)注。在信道分配過程中,衡量網(wǎng)絡(luò)通信的指標(biāo)有很多。傳統(tǒng)的信道分配方案主要是在給定的信道上對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信道分配的優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)所受干擾較小,從而提高通信性能。這類優(yōu)化方法使用給定的信道,比較保守,頻譜沒有得到充分利用;因此可以重新劃分信道,來提高頻譜利用率,從而提高通信可靠性。另外在有些通信環(huán)境中,并不是以吞吐量、網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸時(shí)延、能量消耗、網(wǎng)絡(luò)生命期等標(biāo)準(zhǔn)中的某一個(gè)來衡量優(yōu)劣,而是需要多個(gè)目標(biāo)同時(shí)滿足一定的條件,才能使通信可靠性增加。針對以上問題,本文提出了基于非正交信道分配的抗同頻干擾策略和基于改進(jìn)多目標(biāo)差分進(jìn)化算法的信道分配方案,然后分別對所提出的策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了其有效性。本文完成的主要工作如下:1)針對現(xiàn)有的信道分配方案中信道數(shù)目不足這一問題,提出了基于非正交信道分配的抗同頻干擾策略,該策略放棄WSN固定的信道分配方法,通過調(diào)整信道的中心頻率間隔來合理增加信道數(shù)目,從而提高節(jié)點(diǎn)吞吐量。2)針對現(xiàn)有信道分配方案大多以單一目標(biāo)作為優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的問題。提出了基于改進(jìn)多目標(biāo)差分進(jìn)化算法的信道分配方案,將網(wǎng)絡(luò)容量、網(wǎng)絡(luò)生命期兩個(gè)目標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo),進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,以滿足不同通信環(huán)境的要求。3)通過仿真實(shí)驗(yàn),分別對基于非正交信道分配的抗同頻干擾策略和基于改進(jìn)的多目標(biāo)差分進(jìn)化算法的信道分配方案的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。本文提出的基于非正交信道分配的抗同頻干擾策略和基于改進(jìn)的多目標(biāo)差分進(jìn)化算法的信道分配方案,經(jīng)仿真實(shí)驗(yàn)表明,能夠有效抵抗干擾,提高吞吐量,針對不同的通信環(huán)境,可以提供多目標(biāo)的參考優(yōu)化方案。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP212.9;TN929.5
【部分圖文】：

3圖 1-1 單一信道通信模型可供使用，就可使節(jié)點(diǎn)鏈路處于不于干擾距離，也不會產(chǎn)生干擾，數(shù)于保證數(shù)據(jù)的安全成功的傳輸是網(wǎng)信道通信模型。多信道通信模型就是制在一個(gè)信道通信，既保證了數(shù)據(jù)以有效的抵抗干擾，所以針對多信道種抗 WiFi 干擾的信道分配機(jī)制，當(dāng)優(yōu)按照對應(yīng)的優(yōu)先級順序來分配信道。翟P 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道分配策略，首先使用

干擾模型分析SN 的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)可能會受到干擾，因此進(jìn)行信道分配時(shí)就需的干擾大小，即需要建立相應(yīng)的干擾模型，來判斷節(jié)點(diǎn)是否受到數(shù)據(jù)時(shí)的干擾，以及干擾的程度是否影響到節(jié)點(diǎn)或者鏈路的正常擾最準(zhǔn)確的方法就是實(shí)測，將所有可能的干擾節(jié)點(diǎn)在開啟發(fā)送和況下，分別測量節(jié)點(diǎn)的吞吐量，然后比較，二者有區(qū)別就是有干沒有干擾，二者的比值就是干擾程度，但是在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)都這樣做，因此就需要無線信號的干擾模型來做這樣的事情擾模型不僅需要判斷是否存在干擾，還需要判斷干擾的程度，目前中的干擾進(jìn)行建模的方法有以下幾種：基于跳數(shù)的模型[19]、基于]和基于物理的模型[21]。于跳數(shù)和基于協(xié)議的干擾模型對于數(shù)據(jù)包是否能夠接收到有著非，都是基于一個(gè)相同的假設(shè)：當(dāng)滿足相應(yīng)的條件，節(jié)點(diǎn)之間就可可以接受到數(shù)據(jù)包；如果不滿足，就不能正常通信，接收不到數(shù)據(jù)

目標(biāo)優(yōu)化問題的解來說，因?yàn)槭俏ㄒ坏�，可以直接進(jìn)行大出解的優(yōu)劣。但是多目標(biāo)優(yōu)化的最優(yōu)解不是唯一的，而是合，所以最優(yōu)解之間的相互比較就取決于實(shí)際環(huán)境的條，再從 Pareto 前沿面上選擇出適合的 Pareto 最優(yōu)解。本文所研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化中，需要對網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，解是多維的，不能直接的進(jìn)行大小的比示最優(yōu)解與其他解的區(qū)別，通過圖 2-2 來闡述。
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本文編號：2857503