UWSN中OOSM數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)延時(shí)分配研究.pdf

1、水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Underwater Wireless Sensor Network，UWSN）由大量具有感知和無線通信能力的節(jié)點(diǎn)組成。受能量限制，節(jié)點(diǎn)通常采用數(shù)據(jù)融合去除數(shù)據(jù)分組之間的信息冗余，減少網(wǎng)絡(luò)中的傳輸數(shù)據(jù)量，達(dá)到降低節(jié)點(diǎn)能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存周期的目的。
　　數(shù)據(jù)融合首先需要考慮的是如何在時(shí)間限制和能量節(jié)約之間做出選擇，即研究在網(wǎng)絡(luò)給定的時(shí)間限制下，如何通過數(shù)據(jù)融合最大化地節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗。延時(shí)分配算法的目的是為了滿足

2、實(shí)時(shí)性和融合增益的要求，將網(wǎng)絡(luò)允許時(shí)延合理地分配到融合節(jié)點(diǎn)，避免節(jié)點(diǎn)的盲等和空等，保證網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性，又能一定程度上節(jié)約能量。然而，UWSN中，受水流、海水環(huán)境、節(jié)點(diǎn)通信等因素的影響，節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)先發(fā)數(shù)據(jù)后到，后發(fā)數(shù)據(jù)先到的無序量測(OOSM)現(xiàn)象。OOSM現(xiàn)象對延時(shí)分配算法的影響如何，直接影響到算法的有效性。
　　因此，本文借鑒現(xiàn)有的基于水上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)分配算法，提出一種適用于UWSN的延時(shí)分配算法，分析OOSM現(xiàn)象對其影響，主

3、要工作如下：
　　(1)利用OPNET建立水聲信道模型和水聲數(shù)據(jù)鏈路層模型，分析海水深度、溫度的變化對聲速的影響，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證水聲信道模型適用于計(jì)算水下環(huán)境的傳播延時(shí)。
　　(2)分析水上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的數(shù)據(jù)融合等待延時(shí)分配算法，將其移植到水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。通過仿真分析可知，SSF-M/G/1算法中端到端的傳輸必要延時(shí)與冗余時(shí)間的分配策略相同，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)會(huì)出現(xiàn)算法復(fù)雜度高卻性能低的問題。
　　(3)提出一種

4、適用于UWSN的延時(shí)分配算法。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)基于自身在網(wǎng)絡(luò)中的位置和擁有子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，通過加權(quán)路徑和融合貢獻(xiàn)的思想計(jì)算節(jié)點(diǎn)的融合等待延時(shí)，在滿足網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性的前提下節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量消耗。通過OPNET仿真驗(yàn)證該算法能進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)和節(jié)點(diǎn)平均能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。
　　(4)分析量測延遲時(shí)間為定值、周期變化或泊松分布時(shí)，OOSM現(xiàn)象對延時(shí)分配算法的影響。引入OOSM等待延時(shí)的概念，以增加網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)為代價(jià)，提高數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。