本文關(guān)鍵詞：面向用電信息采集的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化算法研究

  更多相關(guān)文章： 用電信息采集系統(tǒng) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由優(yōu)化 流量感知 擁塞控制

【摘要】：用電信息采集系統(tǒng)作為用電環(huán)節(jié)的重點(diǎn)在智能電網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮著重要作用,然而其本地網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)分散、應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜等特點(diǎn)。在這種情況下,無(wú)線通信技術(shù)尤其是以低功耗、低成本為特點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸展露出其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì),在智能用電中獲得了廣泛應(yīng)用。而路由算法決定了數(shù)據(jù)如何中繼,從而直接影響網(wǎng)絡(luò)的能耗和性能,因此對(duì)用電信息采集系統(tǒng)中WSN的路由算法進(jìn)行研究具有重要意義。在對(duì)用電信息采集系統(tǒng)特點(diǎn)、通信需求和通信方式的分析基礎(chǔ)上,以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為感知延伸層,滿(mǎn)足未來(lái)智能電網(wǎng)無(wú)縫覆蓋的通信需求,提出基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用電信息采集系統(tǒng)架構(gòu)。然后對(duì)現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行深入分析,探究面向用電信息采集的WSN路由協(xié)議的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和面臨的挑戰(zhàn),為設(shè)計(jì)性能更優(yōu)的路由算法奠定基礎(chǔ)。為均衡無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的流量負(fù)載,提出一種基于流量感知的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由優(yōu)化算法。該算法忽略節(jié)點(diǎn)能量有限的因素,并根據(jù)WSN中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和水力學(xué)中水流傳輸?shù)南嗨菩?將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)抽象成管道輸水模型。然后從網(wǎng)絡(luò)能耗和節(jié)點(diǎn)流量負(fù)載程度出發(fā),基于節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)距離,鄰居節(jié)點(diǎn)間距離和節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列占用率構(gòu)建壓力坡降和比阻函數(shù),最后將二者融合成鏈路流量,使數(shù)據(jù)包依據(jù)最大鏈路流量選擇下一跳節(jié)點(diǎn)并最終到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)。該路由算法能夠有效均衡網(wǎng)絡(luò)的流量負(fù)載,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量,并降低網(wǎng)絡(luò)丟包率、傳輸時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)的總能耗。為解決用電信息采集系統(tǒng)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的擁塞問(wèn)題,同時(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能耗,提出一種基于擁塞控制的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化算法。該算法首先建立網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)模型檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的擁塞程度,然后根據(jù)水力學(xué)中河道流速的計(jì)算原理,綜合考慮節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)距離、鄰居節(jié)點(diǎn)間距離和節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包服務(wù)率作為下一跳節(jié)點(diǎn)的路由選擇標(biāo)準(zhǔn),分別建立鏈路比降和流量半徑函數(shù),最后將二者進(jìn)行融合使節(jié)點(diǎn)按照鏈路流速為各條路徑分配合適的路由選擇概率。該算法使數(shù)據(jù)包有效地分配到多條路徑從而保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的公平利用,在有效降低網(wǎng)絡(luò)丟包率的同時(shí),還維持較高的能量效率。
【關(guān)鍵詞】：用電信息采集系統(tǒng) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由優(yōu)化 流量感知 擁塞控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 用電信息采集系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究現(xiàn)狀12
• 1.3 論文主要工作及內(nèi)容安排12-14
• 第2章 用電信息采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究14-20
• 2.1 用電信息采集系統(tǒng)的特點(diǎn)14
• 2.2 用電信息采集系統(tǒng)的通信需求14-15
• 2.3 用電信息采集系統(tǒng)通信方式對(duì)比分析15-17
• 2.3.1 遠(yuǎn)程通信15-16
• 2.3.2 本地通信16-17
• 2.4 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用電信息采集系統(tǒng)架構(gòu)17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第3章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法概述20-25
• 3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計(jì)的特點(diǎn)20
• 3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法分類(lèi)20-24
• 3.2.1 平面路由協(xié)議21-22
• 3.2.2 層次路由協(xié)議22-24
• 3.3 用電信息采集系統(tǒng)中WSN路由設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)24
• 3.4 本章小結(jié)24-25
• 第4章 基于流量感知的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由優(yōu)化算法25-39
• 4.1 引言25-26
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)與能耗模型26-27
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型26
• 4.2.2 能耗模型26-27
• 4.3 算法描述27-28
• 4.4 算法設(shè)計(jì)28-33
• 4.4.1 壓力坡降28-30
• 4.4.2 比阻30-31
• 4.4.3 路由選擇31-33
• 4.4.4 本地拓?fù)渲貥?gòu)策略33
• 4.5 仿真結(jié)果與分析33-38
• 4.6 本章小結(jié)38-39
• 第5章 基于擁塞控制的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化算法39-53
• 5.1 引言39-40
• 5.2 網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)模型40-41
• 5.3 算法描述41-43
• 5.4 算法設(shè)計(jì)43-48
• 5.4.1 鏈路比降43-44
• 5.4.2 流量半徑44-46
• 5.4.3 路由選擇46-48
• 5.5 仿真結(jié)果與分析48-52
• 5.5.1 性能參數(shù)48
• 5.5.2 不同負(fù)載下的對(duì)比分析48-52
• 5.6 本章小結(jié)52-53
• 第6章 總結(jié)與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果58-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：1015136