本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)剩余能量使用時(shí)間的研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低能耗 NS-2 剩余能量 HARQ

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)因其分布式的環(huán)境感知能力,基于無線通信技術(shù)的簡(jiǎn)單靈活的部署方式而被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,成為和日常生活緊密相關(guān)的部分。WSN由微小的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,這些節(jié)點(diǎn)既具有獲取信息的功能也承擔(dān)著網(wǎng)絡(luò)中繼的功能。在傳輸和處理信息的同時(shí),傳感器節(jié)點(diǎn)必須消耗能量,即使傳感器節(jié)點(diǎn)是靜止的,其有限的能量提供源也會(huì)發(fā)生變化。傳感器節(jié)點(diǎn)能耗及能量供應(yīng)持續(xù)時(shí)間將影響WSN的性能和可用性,對(duì)于傳感器節(jié)點(diǎn)能耗及其剩余能量計(jì)算的研究就成為WSN領(lǐng)域最重要的研究課題之一。本文就WSN節(jié)點(diǎn)能耗和剩余能量使用時(shí)間進(jìn)行研究,分析了WSN能耗特點(diǎn)、模型和相關(guān)理論,給出剩余能量計(jì)算方法并進(jìn)行實(shí)證與仿真驗(yàn)證。主要工作包括:(1)分析了WSN體系結(jié)構(gòu),對(duì)節(jié)點(diǎn)能耗組成、能耗特點(diǎn)、影響能耗的因素通信模塊的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述,給出了基本能耗模型,主要包括:無線收發(fā)、電磁輻射、電子電路、狀態(tài)轉(zhuǎn)換、重傳統(tǒng)計(jì)和啟動(dòng)能耗模型;(2)在節(jié)點(diǎn)能耗模型的基礎(chǔ)上,給出了剩余能量使用時(shí)間計(jì)算方法,通過實(shí)測(cè)和仿真驗(yàn)證了模型和方法的有效性。通過搭建能耗測(cè)試的軟硬件平臺(tái),完成了傳感器節(jié)點(diǎn)供電電源的校正實(shí)驗(yàn)和WSN節(jié)點(diǎn)各個(gè)工作狀態(tài)下能耗的測(cè)量,計(jì)算出無誤傳輸單位比特所需的能耗值,進(jìn)而計(jì)算出剩余能量使用時(shí)間;通過NS-2仿真實(shí)驗(yàn),完成不同狀態(tài)的配置、RM電池模型的添加及剩余能量使用時(shí)間的計(jì)算,,并將實(shí)測(cè)計(jì)算值與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。(3)對(duì)WSN節(jié)點(diǎn)復(fù)雜能耗場(chǎng)景進(jìn)行研究,深入分析了重傳機(jī)制對(duì)能耗的影響。主要研究了在快衰落和分組衰落情況下,混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)中的簡(jiǎn)單混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(S-HARQ)和追趕合并(HARQ-CC)的差異性,分析了重傳數(shù)據(jù),推導(dǎo)出傳輸實(shí)驗(yàn)中的期望值表達(dá)式,且針對(duì)碼率和信噪比的選擇提出了優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低能耗 NS-2 剩余能量 HARQ
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)能耗硬件監(jiān)測(cè)及理論模型11-12
• 1.2.2 WSN節(jié)點(diǎn)能耗仿真平臺(tái)12-14
• 1.2.3 重傳機(jī)制對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)能耗的影響14-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15
• 1.4 本文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗的研究17-24
• 2.1 無線傳感器節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)研究17-18
• 2.2 無線傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗組成及特點(diǎn)18-21
• 2.2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗組成18-20
• 2.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗特點(diǎn)20-21
• 2.3 典型WSN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及能耗影響因素21-22
• 2.4 傳感器節(jié)點(diǎn)能耗相關(guān)技術(shù)研究22-23
• 2.4.1 調(diào)制技術(shù)22-23
• 2.4.2 協(xié)作通信技術(shù)23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 WSN節(jié)點(diǎn)剩余能量使用時(shí)間計(jì)算方法24-52
• 3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)供電電源校正24-25
• 3.2 WSN節(jié)點(diǎn)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)25-28
• 3.2.1 總體設(shè)計(jì)性能需求26
• 3.2.2 測(cè)試方案26-28
• 3.3 數(shù)據(jù)測(cè)試及結(jié)果分析28-33
• 3.3.1 松下CR2032紐扣電池校正實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析28-30
• 3.3.2 傳感器節(jié)點(diǎn)模塊能耗測(cè)量數(shù)據(jù)及分析30-33
• 3.4 WSN節(jié)點(diǎn)能耗模型33-40
• 3.4.1 無線收發(fā)模塊能耗模型34-37
• 3.4.2 傳感器部分能耗模型37-38
• 3.4.3 無誤傳輸單位比特的總能耗模型38-39
• 3.4.4 節(jié)點(diǎn)剩余能量使用時(shí)間計(jì)算方法39-40
• 3.5 NS-2 仿真實(shí)驗(yàn)40-51
• 3.5.1 節(jié)點(diǎn)能耗模型在NS-2 的實(shí)現(xiàn)40-45
• 3.5.2 不同仿真場(chǎng)景下的仿真結(jié)果及分析45-49
• 3.5.3 節(jié)點(diǎn)剩余能量使用時(shí)間的仿真49-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第4章 WSN節(jié)點(diǎn)重傳能耗研究52-66
• 4.1 重傳對(duì)能耗的影響52-58
• 4.1.1 S-HARQ機(jī)制下的重傳分析52-55
• 4.1.2 HARQ-CC機(jī)制下的重傳分析55-58
• 4.2 重傳相關(guān)能耗因素優(yōu)化分析58-61
• 4.2.1 信噪比優(yōu)化58-60
• 4.2.2 不同距離傳輸?shù)亩ㄐ詢?yōu)化分析60-61
• 4.3 HARQ-CC機(jī)制下BCH碼和卷積碼的能耗仿真61-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 結(jié)論與展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝逡逑70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1004929