存在障礙物的大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播性能研究.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network,WSN）技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究逐漸成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的焦點(diǎn)。人們對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求也不斷增多，包括民用、軍用、商用等等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有一些固有的特性，例如大規(guī)模性、節(jié)點(diǎn)的電量和傳輸范圍的有限性等等，這些特性對(duì)整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)以及傳感器節(jié)點(diǎn)的部署提出了很高的要求。如果能更好的理解網(wǎng)絡(luò)的容量，即整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在長(zhǎng)時(shí)間下所能達(dá)到的傳輸能力，以

2、及網(wǎng)絡(luò)容量和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、節(jié)點(diǎn)分布之間的關(guān)系，將會(huì)對(duì)優(yōu)化傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和傳感器節(jié)點(diǎn)部署提供很大的幫助。
　　目前已經(jīng)有大量的工作研究平坦網(wǎng)絡(luò)中各種模型下的網(wǎng)絡(luò)容量，并且已經(jīng)取得了相當(dāng)多的成果。然而，實(shí)際情況下，在布置傳感器節(jié)點(diǎn)的區(qū)域中很可能會(huì)存在著一些障礙物，例如山地、樹(shù)林和建筑物內(nèi)的障礙等。障礙物是對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能影響最大的幾個(gè)因素之一。首先，障礙物限制了傳感器節(jié)點(diǎn)的部署范圍，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化；其次，障礙物會(huì)削

3、弱無(wú)線信號(hào)，阻隔傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信。在含有障礙物的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，有兩個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題:首先是障礙物的存在以及障礙物的大小、形狀等因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)的容量有何影響；其次就是在存在障礙物的前提下，如何設(shè)計(jì)有效的路由機(jī)制來(lái)繞過(guò)障礙物區(qū)域，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐容量達(dá)到最大。本文將針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題分別進(jìn)行討論。
　　無(wú)線多播傳輸綜合了單播和廣播的特點(diǎn)，是一種常用的通信方式，其相對(duì)于多次的單播是一種更加有效的一對(duì)多的信息傳輸技術(shù)，在多媒體、軍事通信

4、等業(yè)務(wù)中有著非常重要的應(yīng)用?，F(xiàn)階段已經(jīng)有大量的工作研究了不同的網(wǎng)絡(luò)模型下的無(wú)線多播容量以及在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上如何提高多播容量，本文中我們對(duì)這些工作進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，我們研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在障礙物環(huán)境下的多播容量。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)劃分網(wǎng)格，通過(guò)被覆蓋的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量以及位置來(lái)對(duì)障礙物進(jìn)行建模。我們分別討論了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在存在障礙物時(shí)能夠達(dá)到的多播容量的上界和下界。同時(shí)，本文通過(guò)引入虛擬目的節(jié)點(diǎn)有效地連接了被障礙物隔開(kāi)的多播組成員。基于虛擬