基于物理層信息的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于物理層信息的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法基于物理層信息的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法HeterogeneousWirelesswkSchedulingAlgithmBasedonPhysicalLayerInfmation作者姓名：胡俊宇學(xué)科、專業(yè)：軟件工程學(xué)號(hào)：21417009指導(dǎo)教師：覃振權(quán)完成日期：2017年3月20日大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要近年來(lái)，隨著無(wú)線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，尤其是以低成本、低功耗、高可靠性為優(yōu)點(diǎn)的ZigBee技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)走進(jìn)人們的生活，例如，家庭中的智能家居系統(tǒng)，醫(yī)院中的病人看護(hù)系統(tǒng)。受地理空間以及頻譜空間所限，這些基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用大多部署于室內(nèi)環(huán)境，由于都工作于2.4GHz的ISM頻段，ZigBee與WiFi構(gòu)成了異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)共存環(huán)境。隨著諸如WiFi熱點(diǎn)、智能手機(jī)等設(shè)備的不斷增多，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包接收率

3、以及網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量都受到WiFi網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)重影響。測(cè)量結(jié)果顯示，在WiFi網(wǎng)絡(luò)影響下，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的丟包率達(dá)到近50%，并且由于二者不兼容的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，CSMACA機(jī)制并不能有效解決此問(wèn)題。本文通過(guò)實(shí)際測(cè)量以及建模發(fā)現(xiàn)，WiFi流量存在爆發(fā)式的特性，大部分的流量集中在較短的時(shí)間內(nèi)，WiFi數(shù)據(jù)幀簇滿足冪律分布，并且WiFi信道在近60%時(shí)間處于空閑狀態(tài)。本文避開(kāi)復(fù)雜的不同種協(xié)議間的解析，而是從原始的物理層信息入手，提出信道

4、空閑狀態(tài)指示（CII）這一新測(cè)量量用于量化信道空閑狀態(tài)，CII僅需通過(guò)感知物理層的背景接收信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）這一物理層信息即可計(jì)算得到。本文基于CII，利用邏輯回歸分類器構(gòu)建信道狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，以此調(diào)度ZigBee節(jié)點(diǎn)在時(shí)域上有效利用WiFi信道的空閑時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)包。本文提出的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法是一種高效且能夠應(yīng)用在當(dāng)今商用ZigBee設(shè)備上的輕量級(jí)解決方案，無(wú)需對(duì)WiFi端設(shè)備做任何修改。本文在實(shí)驗(yàn)室自主開(kāi)發(fā)的ZigBee節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)