協(xié)作無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡中關于多中繼選擇策略的研究.pdf

1、因為泥石流災害具有流量大、流速快、毀壞力強等特點，導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的出現(xiàn)和發(fā)展，以其低成本、低功耗、快速響應等優(yōu)點，為我們在泥石流臨災預警和監(jiān)測方面提供了新的解決思路，泥石流臨災監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡應運而生。然而在泥石流災害爆發(fā)時，復雜的電磁環(huán)境和多變的信道條件導致了我們必須面臨的關鍵問題——如何確保無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的可靠傳輸、實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點的能量負載均衡以期最大限度地延長網(wǎng)絡的壽命。

2、
　　為了解決上述的關鍵問題，我們將協(xié)作通信技術應用于泥石流臨災監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡中，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，同時對放大轉發(fā)協(xié)議（AF）、解碼轉發(fā)協(xié)議（DF）、選擇轉發(fā)協(xié)議（SDF）和增量中繼協(xié)議（IF）進行了研究，并在IF協(xié)議的基礎上對多中繼無線傳感器網(wǎng)絡模型、單中繼無線傳感器網(wǎng)絡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

3、臨災監(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)絡性能指標并且基于聯(lián)合預測的能量負載均衡多中繼選擇策略，并應用于泥石流臨災監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡模型中，實現(xiàn)了提高網(wǎng)絡的通信質量、節(jié)點能量負載均衡的目標。基于

4、聯(lián)合預測的能量負載均衡多中繼選擇策略的關鍵技術有：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、利用馬爾可夫預測方法計算出雛形協(xié)作傳輸小組的中斷概率 Pout，如果 Pout