發(fā)布時(shí)間：2017-06-11 07:13

  本文關(guān)鍵詞：基于跨層的無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)路由研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mobile Media Sensor Networks WMMSNs)是以音視頻捕捉設(shè)備為傳感器,節(jié)點(diǎn)附在移動(dòng)對(duì)象上進(jìn)行信息采集的新型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks WSNs)。 WMMSNs信息采集的內(nèi)容主要包括視頻、音頻、圖像等多媒體信息,其節(jié)點(diǎn)在特定的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)移動(dòng),節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)能夠拓寬信息采集區(qū)域,豐富信息采集對(duì)象(如：移動(dòng)目標(biāo))。但節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)改變、無(wú)線信道質(zhì)量不夠穩(wěn)定等問(wèn)題,此外,WMMSNs具有網(wǎng)絡(luò)通信量大、傳輸能耗高、端到端時(shí)延和包丟失率要求嚴(yán)格等特點(diǎn),這些特點(diǎn)增加了WMMSNs路由協(xié)議研究難度,影響了WMMSNs的進(jìn)一步推廣國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)WMMSNs路由協(xié)議進(jìn)行了大量的研究,他們發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由協(xié)議設(shè)計(jì)將很難從整體上優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能。首先,傳統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)是面向有線固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的,有線固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)靜止、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬?duì)固定、鏈路質(zhì)量比較穩(wěn)定,而WMMSNs信道不可靠、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣?jīng)常變化、節(jié)點(diǎn)在特定區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸,采用分層結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重影響WMMSNs的性能；其次,在WMMSNs中,為了優(yōu)化性能、提高網(wǎng)絡(luò)效率,節(jié)點(diǎn)常常需要利用多個(gè)層的相關(guān)參數(shù),這就要求不同層之間存在參數(shù)交流的通道。為解決這個(gè)問(wèn)題,研究者們?cè)谠O(shè)計(jì)WMMSNs路由協(xié)議時(shí)采用跨層的方法,加強(qiáng)不同層之間的信息交互,進(jìn)而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的整體性能。但當(dāng)前基于跨層的路由協(xié)議仍然存在一些不足：在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用單路徑傳輸,單路徑傳輸會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延、降低網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、加重路徑節(jié)點(diǎn)上的負(fù)載；在選擇路由判據(jù)時(shí)較少使用鏈路質(zhì)量和剩余能量作為路由判據(jù),這將會(huì)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β?增加數(shù)據(jù)包重傳次數(shù)；多媒體網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)流較大,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中存在大量的編碼機(jī)會(huì),而現(xiàn)有的協(xié)議很少對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)進(jìn)行檢測(cè)。本文針對(duì)WMMSNs路由協(xié)議研究中存在的問(wèn)題,所做的研究工作主要如下：(1)介紹了WMMSNs的網(wǎng)絡(luò)概念及特點(diǎn),指出在研究WMMSNs路由協(xié)議時(shí)面臨的挑戰(zhàn),如：拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化、鏈路質(zhì)量不穩(wěn)定、時(shí)延敏感等；總結(jié)了WMMSNs在進(jìn)行路由協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循可靠性、實(shí)時(shí)性、能量高效性的原則；綜述了當(dāng)前針對(duì)于WMMSNs提出的幾種路由協(xié)議,分析并指出這些協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn),說(shuō)明了WMMSNs跨層設(shè)計(jì)的必要性。(2)對(duì)跨層設(shè)計(jì)的概念和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,分析了跨層設(shè)計(jì)的模型及其原理,著重介紹了幾種基于跨層的路由協(xié)議,并對(duì)這幾種跨層協(xié)議的工作原理、工作流程進(jìn)行了分析,指出了協(xié)議中存在的不足。(3)設(shè)計(jì)了RCLF跨層模型。RCLF跨層模型分為路由構(gòu)建RC組件和鏈路層反饋LF組件。RC組件一方面為節(jié)點(diǎn)接入控制提供參數(shù),另一方面在路徑構(gòu)建時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的時(shí)延、鏈路層的鏈路質(zhì)量、物理層的節(jié)點(diǎn)剩余能量計(jì)算鏈路權(quán)值并反饋給網(wǎng)絡(luò)層。在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中當(dāng)路徑出現(xiàn)鏈路中斷或者鏈路遷移時(shí),LF組件提高物理層發(fā)送功率或者通知網(wǎng)絡(luò)層路由失效,減少路由重構(gòu)次數(shù)。(4)提出基于跨層的編碼感知多路徑路由協(xié)議(MRCC)。 MRCC協(xié)議采用了RCLF跨層模型來(lái)優(yōu)化路由構(gòu)建。MRCC協(xié)議的工作流程大致為：在節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行路徑構(gòu)建時(shí),源節(jié)點(diǎn)廣播RREQ報(bào)文,收到RREQ報(bào)文的節(jié)點(diǎn)依據(jù)RC組件中的節(jié)點(diǎn)剩余能量決定是否加入到路徑構(gòu)建(即接入控制),如果滿足接入條件,RC組件依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的相關(guān)參數(shù)計(jì)算鏈路權(quán)值,并反饋給網(wǎng)絡(luò)層作為路由構(gòu)建的判據(jù),否則直接丟棄RREQ報(bào)文：目的節(jié)點(diǎn)接收到RREQ后通過(guò)單播回復(fù)RREP報(bào)文,進(jìn)而在源、目節(jié)點(diǎn)之間建立多條鏈路不相交路徑,節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)流分割到多條路徑上傳輸：在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼機(jī)會(huì)的檢測(cè),一旦檢測(cè)到編碼機(jī)會(huì),則將數(shù)據(jù)通過(guò)編碼進(jìn)行傳輸。為了驗(yàn)證本文提出的路由協(xié)議,本文在OMNeT++網(wǎng)絡(luò)模擬平臺(tái)對(duì)MRCC協(xié)議進(jìn)行模擬仿真,在仿真過(guò)程中通過(guò)設(shè)置不同的參數(shù)觀察網(wǎng)絡(luò)的性能表現(xiàn),同時(shí)選取兩個(gè)現(xiàn)有的路由算法與本文提出的路由協(xié)議進(jìn)行比較,驗(yàn)證本文路由協(xié)議的有效性。仿真實(shí)驗(yàn)表明,MRCC協(xié)議能夠降低網(wǎng)絡(luò)路由開(kāi)銷、保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸、降低端到端的時(shí)延。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) 跨層設(shè)計(jì) 路徑構(gòu)建 網(wǎng)絡(luò)編碼
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN919.8
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹11-14
• 1.3 無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用14-15
• 1.4 無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)研究15-18
• 1.4.1 無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計(jì)原則16
• 1.4.2 無(wú)線移動(dòng)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)路由研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)18-19
• 第2章 WMMSNs跨層設(shè)計(jì)研究19-29
• 2.1 跨層設(shè)計(jì)介紹19-24
• 2.1.1 跨層設(shè)計(jì)概念19
• 2.1.2 跨層模型介紹19-24
• 2.2 基于跨層設(shè)計(jì)的路由協(xié)議研究24-28
• 2.2.1 DECR路由協(xié)議24-25
• 2.2.2 LBRF路由協(xié)議25-26
• 2.2.3 XL-WMSN路由協(xié)議26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于跨層的編碼感知多路徑路由協(xié)議29-47
• 3.1 引言29-30
• 3.2 RCLF跨層模型30-34
• 3.2.1 鏈路層反饋組件32-33
• 3.2.2 路由構(gòu)建組件33-34
• 3.3 基于跨層的編碼感知多路徑路由協(xié)議34-46
• 3.3.1 MRCC路由協(xié)議描述34-35
• 3.3.2 能量感知的接入控制35
• 3.3.3 貝葉斯鏈路估計(jì)35-36
• 3.3.4 多路徑數(shù)據(jù)編碼36-38
• 3.3.5 鏈路不相交多路徑構(gòu)建38-43
• 3.3.6 鄰居節(jié)點(diǎn)表的獲取與更新43-44
• 3.3.7 MRCC協(xié)議工作流程44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 模擬實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析47-54
• 4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹47-48
• 4.1.1 仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置47
• 4.1.2 協(xié)議性能評(píng)估參數(shù)47-48
• 4.2 仿真結(jié)果48-53
• 4.2.1 在不同節(jié)點(diǎn)數(shù)量下的仿真結(jié)果48-50
• 4.2.2 在不同節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度下的仿真結(jié)果50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第5章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 總結(jié)54-55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60-61

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;全球無(wú)線移動(dòng)技術(shù)最新發(fā)展趨勢(shì)[J];網(wǎng)絡(luò)與信息;2007年06期

2 劉金武;張永梅;;無(wú)線移動(dòng)巡檢的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];辦公自動(dòng)化;2010年16期

3 程桔華;;云起龍?bào)J 共創(chuàng)未來(lái)——記2011年全球無(wú)線移動(dòng)與云計(jì)算大會(huì)[J];中關(guān)村;2011年12期

4 孫萍;彭智才;;無(wú)線移動(dòng)技術(shù)在醫(yī)院的應(yīng)用方案[J];電子測(cè)試;2013年19期

5 ;高速無(wú)線移動(dòng)IP通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年04期

6 樊自甫,萬(wàn)曉榆,管文明;未來(lái)無(wú)線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展探討[J];電訊技術(shù);2003年05期

7 陳彥輝,衛(wèi)振宇,李建東;無(wú)線移動(dòng)自組織互聯(lián)網(wǎng)[J];電信技術(shù);2003年10期

8 楊海峰;3G,無(wú)線移動(dòng)設(shè)備管理行業(yè)的良機(jī)[J];通信世界;2005年25期

9 符建名;單工無(wú)線移動(dòng)用戶入口技術(shù)[J];移動(dòng)通信;1996年05期

10 劉陽(yáng);;無(wú)線移動(dòng)技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)院管理中的應(yīng)用探究[J];科技致富向?qū)?2012年26期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 周興東;胡永華;余琳;張勁松;;企業(yè)級(jí)無(wú)線移動(dòng)應(yīng)用管理平臺(tái)建設(shè)與思考[A];2009年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分）[C];2009年

2 周興東;胡永華;余琳;張勁松;;企業(yè)級(jí)無(wú)線移動(dòng)應(yīng)用管理平臺(tái)建設(shè)與思考[A];2009年云南電力技術(shù)論壇論文集（優(yōu)秀論文部分）[C];2009年

3 鄒圣強(qiáng);潘鑫;紀(jì)U，

本文編號(hào)：441060