本文關(guān)鍵詞：基于SINR模型的無線網(wǎng)絡(luò)連通性問題研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 連通性 CSMA 染色 SINR 連通圖

【摘要】：在有線和無線網(wǎng)絡(luò)中,連通性是保證通信的最基本要求。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布的受到周圍環(huán)境、自身節(jié)點(diǎn)的電量、及一些惡意的攻擊或破壞的影響,從而使得其網(wǎng)絡(luò)的連通性具有不確定性。因此,與有線網(wǎng)絡(luò)相比對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)的連通性研究更具有挑戰(zhàn)性。因此在無線網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)發(fā)送端的功率需要足夠大,以至于在受到環(huán)境干擾和其它發(fā)送端干擾的同時(shí),使離其最近的接收端能夠接收到傳輸信號(hào)。在本文中,我們?cè)O(shè)置這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò),其中所有節(jié)點(diǎn)伴隨均勻獨(dú)立同分布在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)趨于無窮時(shí),節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率在一個(gè)范圍內(nèi)能夠使此網(wǎng)絡(luò)保持漸近幾乎必然連通。首先,要考慮到CSMA網(wǎng)絡(luò)中在載波偵聽閾值范圍內(nèi)的兩個(gè)發(fā)送端不會(huì)同時(shí)活動(dòng),本文基于單信道的CSMA網(wǎng)絡(luò)機(jī)制建立干擾模型。然后,我們通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透蓴_模型計(jì)算出當(dāng)節(jié)點(diǎn)趨于無窮時(shí),發(fā)射端的發(fā)送功率在一個(gè)范圍內(nèi)能夠使網(wǎng)絡(luò)保持漸近幾乎必然連通。由于在SINR模型下,我們要考慮在接收端的信號(hào)接收功率與其它同時(shí)發(fā)送的信號(hào)產(chǎn)生的干擾與環(huán)境噪聲的總和。信號(hào)的強(qiáng)度隨著發(fā)送端的距離增大而衰減,其由路徑損耗指數(shù)a決定。當(dāng)所有的傳輸端擁有相同的發(fā)送功率,在一維網(wǎng)格中(a(29)1)所需要的顏色數(shù)目是不變的。同樣,在二維網(wǎng)格中(a(29)2)所需要的數(shù)目也是不變的。在CSMA無線網(wǎng)絡(luò)中,在載波偵聽范圍cR內(nèi),由于干擾的存在不存在與正在發(fā)送消息的節(jié)點(diǎn)同時(shí)活動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。由此,在一維和二維網(wǎng)格劃分中,載波偵聽的范圍大于或等于邊顏色的數(shù)目時(shí),即可以構(gòu)成CSMA的強(qiáng)連通圖從而保證CSMA網(wǎng)絡(luò)的連通。在此基礎(chǔ)上,我們分別得到在一維和二維網(wǎng)格下節(jié)點(diǎn)功率的一個(gè)上界分別為。經(jīng)過大量相應(yīng)的研究工作,我們主要取得了以下成果:在一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)擁有n個(gè)節(jié)點(diǎn)且均勻獨(dú)立同分布的CSMA網(wǎng)絡(luò),當(dāng)此網(wǎng)絡(luò)保持漸進(jìn)幾乎必然連通時(shí),傳輸功率P的一個(gè)取值范圍。在此功率范圍內(nèi),此網(wǎng)絡(luò)能夠保持漸近幾乎必然連通。在利用染色實(shí)現(xiàn)鏈路形成一個(gè)連通圖(節(jié)點(diǎn)對(duì)能夠連通)時(shí),建立SINR的強(qiáng)連通圖用來研究顏色的數(shù)目。同時(shí),我們表明如果在一維網(wǎng)格中a(29)1,在二維網(wǎng)格中a(29)2所需顏色的數(shù)目是恒定的。對(duì)于SINR模型下的CSMA網(wǎng)絡(luò),由于載波偵聽距離cR的約束對(duì)于此網(wǎng)絡(luò)的SINR圖中相同顏色的節(jié)點(diǎn)對(duì)鏈路間的歐幾里得距離大于或等于cR來保證節(jié)點(diǎn)對(duì)間的信息能夠成功傳輸。這篇文章主要介紹了關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究,網(wǎng)絡(luò)連通的相關(guān)條件,連通時(shí)傳感器節(jié)點(diǎn)的功率水平以及未來研究方向等。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 連通性 CSMA 染色 SINR 連通圖
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)介紹8
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問題8-9
• 1.2.1 調(diào)度問題8-9
• 1.2.2 數(shù)據(jù)聚合問題9
• 1.2.3 強(qiáng)連通的信道分配問題9
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的骨干結(jié)構(gòu)9-10
• 1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展過程10
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)10-12
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通性基礎(chǔ)12-21
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通性研究現(xiàn)狀12-14
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)模型14-16
• 2.3 連通性的相關(guān)問題16-20
• 2.3.1 最小信道分配問題16-17
• 2.3.2 二維網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中最小信道分配17-19
• 2.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通的安全問題19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 基于CSMA的無線多跳網(wǎng)絡(luò)連通性分析21-33
• 3.1 相關(guān)問題21-23
• 3.1.1 CSMA網(wǎng)絡(luò)協(xié)議21-22
• 3.1.2 SINR模型22-23
• 3.2 系統(tǒng)模型23
• 3.3 CSMA網(wǎng)絡(luò)連通的臨界問題23-27
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-25
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的孤立問題25-26
• 3.3.3 節(jié)點(diǎn)受到的干擾存在一上界26-27
• 3.4 CSMA網(wǎng)絡(luò)的連通27-29
• 3.4.1 CSMA網(wǎng)絡(luò)連通的條件27-28
• 3.4.2 CSMA網(wǎng)絡(luò)連通時(shí)節(jié)點(diǎn)的臨界功率28-29
• 3.5 仿真結(jié)果與分析29-32
• 3.6 本章小結(jié)32-33
• 第4章 無線網(wǎng)絡(luò)連通時(shí)節(jié)點(diǎn)的功率問題33-40
• 4.1 引言33-34
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)模型34
• 4.3 一維和二維網(wǎng)絡(luò)連通圖染色34-38
• 4.3.1 SINR連通圖的定義34-35
• 4.3.2 一維網(wǎng)絡(luò)SINR圖染色35-36
• 4.3.3 二維網(wǎng)絡(luò)SINR圖染色36-38
• 4.4 一維與二維網(wǎng)絡(luò)的連通38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第5章 總結(jié)與展望40-41
• 5.1 工作總結(jié)40
• 5.2 工作展望40-41
• 參考文獻(xiàn)41-46
• 在校期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文46-47
• 致謝47

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