本文關(guān)鍵詞：協(xié)作無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于多中繼選擇策略的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：因為泥石流災(zāi)害具有流量大、流速快、毀壞力強等特點,導(dǎo)致一直以來對泥石流的監(jiān)測都缺乏切合實際的方案。伴隨著無線傳感器技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,以其低成本、低功耗、快速響應(yīng)等優(yōu)點,為我們在泥石流臨災(zāi)預(yù)警和監(jiān)測方面提供了新的解決思路,泥石流臨災(zāi)監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。然而在泥石流災(zāi)害爆發(fā)時,復(fù)雜的電磁環(huán)境和多變的信道條件導(dǎo)致了我們必須面臨的關(guān)鍵問題——如何確保無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠傳輸、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能量負載均衡以期最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。為了解決上述的關(guān)鍵問題,我們將協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)用于泥石流臨災(zāi)監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,并對三節(jié)點協(xié)作模型、含S-D鏈路協(xié)作模型和無S-D鏈路協(xié)作模型進行了深入探討,同時對放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(AF)、解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(DF)、選擇轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(SDF)和增量中繼協(xié)議(IF)進行了研究,并在IF協(xié)議的基礎(chǔ)上對多中繼無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型、單中繼無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型以及單信道直接傳輸信道模型進行了節(jié)點功耗和中斷概率的對比分析,證明了多中繼協(xié)作傳輸在泥石流臨災(zāi)監(jiān)測環(huán)境下具有獨特的優(yōu)勢。但是上述協(xié)議都存在有共同的缺陷——相對于整個無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)來說,把中繼鏈路或者傳感器節(jié)點能耗以單獨的部分進行分析和研究,而沒有從整體上對網(wǎng)絡(luò)的功耗以及節(jié)點的能量負載均衡進行把握。為此在基于IF協(xié)議的多中繼協(xié)作模型下,我們提出一種依托多種網(wǎng)絡(luò)性能指標并且基于聯(lián)合預(yù)測的能量負載均衡多中繼選擇策略,并應(yīng)用于泥石流臨災(zāi)監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型中,實現(xiàn)了提高網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量、節(jié)點能量負載均衡的目標�；诼�(lián)合預(yù)測的能量負載均衡多中繼選擇策略的關(guān)鍵技術(shù)有:一、基于S-R信道的LQI和中繼節(jié)點的剩余電量形成協(xié)作傳輸小組的雛形。二、利用馬爾可夫預(yù)測方法計算出雛形協(xié)作傳輸小組的中斷概率Pout,如果PoutPout-threshold那么就會把雛形協(xié)作傳輸小組作為最終確定傳輸信息的協(xié)作小組;否則,丟棄當前雛形協(xié)作傳輸小組并進行重新生成。三、整個基于聯(lián)合預(yù)測的多中繼選擇策略以“輪詢”的方式執(zhí)行,直至整個多中繼協(xié)作無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)生命的結(jié)束。通過實驗得出,我們提出的基于聯(lián)合預(yù)測的多中繼選擇策略使得監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的中斷概率、誤碼率都有明顯降低,并且能量的消耗能均勻的分布于所有的中繼節(jié)點。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 多中繼協(xié)作 聯(lián)合預(yù)測 可靠傳輸 能量負載均衡
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.23;TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢10-11
• 1.3 論文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排11-13
• 第二章 無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與協(xié)作通信技術(shù)13-25
• 2.1 無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)13-16
• 2.1.1 泥石流臨災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 監(jiān)測節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)14-15
• 2.1.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用15-16
• 2.2 協(xié)作通信技術(shù)16-22
• 2.2.1 常見協(xié)作模型介紹16-18
• 2.2.2 基于中斷概率的協(xié)作通信協(xié)議分析18-21
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)性能的評價指標21-22
• 2.3 協(xié)議仿真對比22-24
• 2.3.1 仿真目的和參數(shù)設(shè)置22-23
• 2.3.2 仿真結(jié)果與分析23-24
• 2.4 協(xié)作通信在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的實踐意義24-25
• 2.5 本章小結(jié)25
• 第三章 基于功耗和誤碼率的多中繼協(xié)作監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)分析25-33
• 3.1 硬件節(jié)點的能耗分析25-26
• 3.2 單信道的誤碼率分析26-28
• 3.2.1 雙態(tài)Gilbert-Elliot信道模型26-27
• 3.2.2 誤碼率仿真實驗27-28
• 3.3 單信道功耗分析28
• 3.4 多中繼協(xié)作的功耗28-31
• 3.4.1 系統(tǒng)模型介紹28-29
• 3.4.2 功耗分析29-31
• 3.5 實驗仿真31-32
• 3.6 總結(jié)32-33
• 第四章 基于聯(lián)合預(yù)測的負載均衡多中繼選擇策略33-42
• 4.1 常見多中繼協(xié)作策略概述33-34
• 4.2 馬爾可夫預(yù)測方法34-35
• 4.2.1 基本模型34-35
• 4.2.2 基本概念35
• 4.3 負載均衡多中繼選擇策略的實現(xiàn)35-42
• 4.3.1 負載均衡多中繼選擇策略的基本原理35-36
• 4.3.2 負載均衡多中繼選擇策略的工作流程36-42
• 第五章 實驗結(jié)果與分析42-46
• 第六章 總結(jié)與展望46-48
• 6.1 結(jié)論46-47
• 6.2 存在的問題和展望47-48
• 參考文獻48-51
• 在學(xué)期間的成果51-52
• 致謝52

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本文編號：396809