無線自組織網絡沒有基礎設施,可快速部署,節(jié)點可自由移動。但由于節(jié)點移動性,會導致鏈路斷裂進而造成路徑中斷。因此對鏈路態(tài)勢的感知是鏈路和路徑穩(wěn)定性提升的基礎。很多研究集中在基于硬件的無線電信號變化數(shù)據(jù),和基于軟件的數(shù)據(jù)分組收發(fā)統(tǒng)計信息兩方面。但由于網絡環(huán)境復雜,使用解析法建立嚴密而復雜的數(shù)學模型并不容易。本文從局部拓撲角度出發(fā),通過人工神經網絡等數(shù)學工具對鏈路態(tài)勢有關的參數(shù)進行收集、分析。分別對鏈路的長期與短期態(tài)勢感知進行研究。仿真實驗表面,所提出的鏈路態(tài)勢感知方法在長期能夠對鏈路穩(wěn)定性趨勢進行預測,短期能夠利用鏈路穩(wěn)定性態(tài)勢提升局部鏈路和路徑的穩(wěn)定性,提升了網絡的性能。主要工作有以下兩點:第一,通過仿真實驗建立節(jié)點運動模型,從節(jié)點運動角度收集與鏈路態(tài)勢相關的參數(shù)集。提出了使用鏈路剩余生命期作為評估鏈路長期穩(wěn)定性的指標。通過構建人工神經網絡,擬合節(jié)點運動狀態(tài)參數(shù)集與鏈路剩余生命期之間的關系。將給定的節(jié)點運動狀態(tài)作為輸入參數(shù),使用訓練好的人工神經網絡對鏈路生命期進行預測。仿真實驗表明,對于與訓練樣本相近的那些節(jié)點狀態(tài),訓練好的人工神經網絡能給出較準確的鏈路剩余生命期。而節(jié)點經過較長時間運動... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一個無線自組織網絡的例子

第三章鏈路態(tài)勢參數(shù)構建與鏈路穩(wěn)定性指標預測19二維隨機行走模型定義在平面區(qū)域上，也被稱為醉漢漫游模型。仿佛一個醉漢從自己家出發(fā)在大街上走。這時引出一個問題：該醉漢是否一定能返回自己家？類似的，推廣到三維空間隨機行走模型中，節(jié)點返回到起點的概率是否為1。若推廣到更高維空間中，若讓節(jié)點在無窮大的時間內隨機行走，節(jié)點是否總能回到起始點，即無限次返回起始點。對于這些問題文獻[1]指出，在1921年，數(shù)學家波利亞證明：若空間范圍無限，在一維和二維空間中，只要節(jié)點隨機行走足夠長的時間，最終會以概率為1返回起始點，而且可以無限次的返回起始點。而在三維空間中，節(jié)點隨機行走足夠長的時間最終返回起始點的概率為0.34；在四維空間中，節(jié)點隨機行走足夠長的時間最終返回起始點的概率為0.193；在八維空間中，節(jié)點隨機行走足夠長的時間最終返回起始點的概率為0.073。他論證了在一維和二維空間的隨機行走模型具有周期性。圖3-1隨機行走舉例圖3-1顯示出了一個二維隨機行走的例子，該例中節(jié)點從場景中隨機一點為起始點進行隨機行走運動。二維隨機行走模型中的節(jié)點會有一個預定義的初始位置，同時定義了最大移動速度和最小移動速度，運動方向選取夾角范圍為0~2的隨機單位向量的方向。節(jié)點會從起始點開始，從定義好的數(shù)值中選取運動方向和運動速度行進一個單位的時間（也有定義每次運行的終點位置，以某個速度運行到終點，

第三章鏈路態(tài)勢參數(shù)構建與鏈路穩(wěn)定性指標預測21組件通過一組接口公開其功能。組件的行為由它提供和使用的接口定義。對象模型的靈感來源于微軟組件對象模型（COM）。根接口是“IObject”。每個接口實際上都必須直接或間接地從“IObject”派生。每個組件都必須實現(xiàn)“IObject”�！癐Object”定義如圖3-2所示。圖3-2對象接口公有函數(shù)定義過程（3）NSFX場景仿真過程在下文中，將介紹使用NSFX仿真的設計開發(fā)過程，有以下4步。首先，要選擇所需組件。需要將網絡場景中的移動模型、節(jié)點及它們所具有的各種行為屬性進行抽象。如果NSFX中提供相應的行為組件則可直接使用，一般需要自己開發(fā)所需組件，以上文中定義“IObject”的方式派生出相應的組件。組件包括使用接口和暴露接口兩種功能，如節(jié)點需要使用移動模型提供的移動方式，同時暴露自身的運動結果。其次，編寫仿真的測試用例。一般需要先在配置代碼中編寫網絡中的節(jié)點數(shù)量，節(jié)點的運動方式等，然后將節(jié)點行為，運動行為和移動模型的行為抽象為不同的組件，其功能通過接口提供。接著，撰寫代碼，并對各種組件按照說明文檔提供的編寫格式進行編寫，使用諸如泛化等手法進行派生與繼承，將這些節(jié)點按照NSFX的說明文檔進行組合來構建仿真場景。最后通過編寫RUN組件啟動仿真中的所有組件。隨后按照NSFX說明文檔中的makefile編寫格式撰寫makefile，對網絡節(jié)點具體參數(shù)進行配置。最后通過Build工具生成相應的exe可執(zhí)行文件，運行可執(zhí)行文件來啟動仿真。啟動仿真后，需進行仿真數(shù)據(jù)的收集和分析�？梢酝ㄟ^采樣點的方式，對每隔一定時間的仿真場景進行一次數(shù)據(jù)收集，并將其通過文件流操作寫入文本文檔中。將網絡場景的相關數(shù)據(jù)進行采集后，可進一步通過MATLAB等數(shù)學分析軟件進行計算處理，進而評估網?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于隨機森林的鏈路質量預測[J]. 劉琳嵐,高聲榮,舒堅.  通信學報. 2019(04)
[2]鏈路質量感知無線傳感器網絡K近鄰查詢處理算法[J]. 李馥娟,王群,周倩.  南京理工大學學報. 2018(05)
[3]基于HELLO包鏈路質量感知的多跳路由[J]. 劉飛飛,藺婧娜,劉瀟瀟.  計算機工程與設計. 2017(12)
[4]基于深度信念網絡的WSN鏈路質量預測[J]. 劉琳嵐,許江波,李越,楊志勇.  通信學報. 2017(S2)
[5]無線鏈路質量評估及預測方法綜述[J]. 翁麗娜,劉軼銘,劉磊,王兆偉.  中國電子科學研究院學報. 2016(03)
[6]利用Hello消息改進AODV路由的實時性[J]. 龍亮,肖宇峰,張華,陳維.  光通信研究. 2014(01)
[7]無線網絡鏈路質量感知的機會網絡編碼機制[J]. 葛青,白光偉,沈航,張芃,曹磊.  計算機科學. 2013(11)
[8]LAAODV路由協(xié)議的仿真與性能分析[J]. 王俊偉,陸陽,官駿鳴,盛鋒.  計算機應用. 2007(11)
[9]無線傳感器網絡鏈路通信質量測量研究[J]. 孫佩剛,趙海,羅玎玎,張希元,朱劍.  通信學報. 2007(10)

碩士論文
[1]多接口多信道無線多跳網路由技術研究與實現(xiàn)[D]. 吳限.電子科技大學 2017
[2]基于RSSI的無線傳感器網絡的人體探測[D]. 王海靜.山東大學 2014



本文編號：3390999