無線分布式自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)中利用冗余的差錯容忍機(jī)制.pdf

1、故障恢復(fù)技術(shù)使無線分布式自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)（WDASNs）在遇到了某一類型的故障時也可以持續(xù)運(yùn)行。在WDASNs中，有很多潛在的故障源，對容錯技術(shù)的研究增強(qiáng)了特定環(huán)境下傳感器節(jié)點(diǎn)功能的可靠性。這些技術(shù)中最常用的就是布置冗余節(jié)點(diǎn)。雖然冗余在高可靠性和高可用性方面有著諸多優(yōu)勢，但同時也增加了部署的費(fèi)用。因此，在本論文中我們基于冗余技術(shù)提出一種采用集群策略的容錯機(jī)制。該機(jī)制為每個群集分配一個冗余備份節(jié)點(diǎn)，從而在允許的時間跨度內(nèi)提高了對集群內(nèi)的故

2、障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行文件備份的速度。我們設(shè)計了一個協(xié)議，它能夠利用波數(shù)成形天線的特性來檢測故障節(jié)點(diǎn)位置，減小最大發(fā)射功率，并在允許的時間跨度內(nèi)，提高了文件備份的速度。
　　 為了達(dá)成這一目標(biāo)，我們首先設(shè)計了一個協(xié)議來實(shí)現(xiàn)動態(tài)簇機(jī)制，該機(jī)制中每個簇中只分配一個備份節(jié)點(diǎn)，然后，設(shè)計一種基于自適應(yīng)波束成形的MAC協(xié)議，在該協(xié)議中需要為每個簇中多個連接失敗的節(jié)點(diǎn)提供一個備份文件。我們比較了四個數(shù)字信號處理算法的發(fā)射功率和傳輸速率：匹配濾波器（MF

3、），最小方差無失真響應(yīng)（MVDR），最小功率無失真響應(yīng)（MPDR）和最小均方誤差（MMSE）的波束成形，這些算法可用來追蹤故障的節(jié)點(diǎn)并提供備份文件。我們注意到，MVDR相對其他幾種算法而言具有快速收斂，較少的傳輸功率和較寬的波束收斂，因此也導(dǎo)致其具有較窄的空間復(fù)用帶寬。除了比較這些協(xié)議的性能，我們還發(fā)現(xiàn)波束成形天線的總增益是全向天線的2-4倍。我們利用MATLAB的圖形用戶界面來顯示發(fā)送波束的收斂性，顯示波達(dá)方向（DOA）協(xié)議如何在備份