無線傳感器網(wǎng)絡移動性和路由技術的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一項新興的技術，它將集成了傳感、計算、通信能力的節(jié)點組織成一個通信網(wǎng)絡，將客觀世界中的信息不斷提供給人們加以分析、判斷。這種網(wǎng)絡的自適應性、抗毀性、易部署性和低成本，使得它在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居、軍事等領域有著廣泛的應用前景。如何提高網(wǎng)絡的有效工作壽命、保證網(wǎng)絡的易用性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行砸蕴岣呔W(wǎng)絡的整體性能是一個重要的研究課題，本文圍繞這一主題展開了研究，側重點在數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(Sink)的移動性、網(wǎng)絡拓撲和路由技

2、術。論文的主要貢獻包括： (1)基于事件驅動的傳感器網(wǎng)絡中單移動Sink的部署 針對事件驅動的傳感器網(wǎng)絡應用，分析網(wǎng)絡中單移動Sink的部署方式，找到一種可以平衡網(wǎng)絡生存時間和事件傳遞延遲的最優(yōu)化移動軌跡，并推導出最優(yōu)化移動軌跡的軌跡參數(shù)和網(wǎng)絡生存時間與事件傳遞延遲之間的關系。仿真比較了最優(yōu)化移動軌跡和其他幾種移動軌跡的性能差距并驗證了其最優(yōu)性，最優(yōu)移動軌跡性能的理論值與仿真值也基本吻合。 (2)基于事件驅動的傳

3、感器網(wǎng)絡中多移動Sink的部署 在單移動Sink部署方式的研究基礎上，首先研究了兩個移動Sink時的兩種移動策略，分別是在同一區(qū)域內協(xié)作移動和在劃分區(qū)域內獨立移動。分析結果表明同一區(qū)域內移動這種策略，移動半徑存在一個最佳值，并且這種策略要優(yōu)于Sink在劃分區(qū)域內移動。最后討論了移動Sink的數(shù)量和網(wǎng)絡性能的關系。結果表明網(wǎng)絡性能會隨著Sink數(shù)量的增加而提高，但是過多的Sink數(shù)量對網(wǎng)絡性能的提升很有限，甚至會出現(xiàn)降低網(wǎng)絡生存時

4、間的情況。 (3)移動增強的可視化業(yè)務及其Sink容量分析 首先介紹了一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡應用：移動增強的可視化業(yè)務(Mobile Augmented Visual Service，MAVS)，對其應用場景進行了描述，總結了網(wǎng)絡體系結構和應用特征，并對其中存在的技術挑戰(zhàn)進行了分析。在MAVS應用中，用戶作為數(shù)據(jù)Sink以競爭方式從傳感器節(jié)點獲取數(shù)據(jù)，這和傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡中Sink間的協(xié)作方式有著很大的不同。因此針對MA

5、VS應用中的Sink容量進行了分析，并且發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中存在的一些瓶頸節(jié)點將極大限制Sink容量。通過仿真驗證了消除這些瓶頸節(jié)點，Sink容量將得到提升，并且提出一些辦法來消除這些瓶頸節(jié)點。 (4)基于流量限制的組播路由 在MAVS應用中，存在多個Sink同時訪問同一個傳感器節(jié)點的情況，因此組播技術成為一個很重要的研究內容。提出了一種啟發(fā)式的算法用于構建流量限制的Steiner樹(Flow Constrained Steine