中高速傳感器網(wǎng)絡跨層優(yōu)化路由協(xié)議研究.pdf

1、中高速傳感器網(wǎng)絡(Middle and High Rate Wireless Sensor Networks，MHR-WSN)是建立在傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡基礎之上的一種特殊的新興的計算機網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡綜合了傳感技術、嵌入式技術、移動通信技術、分布式信息處理等現(xiàn)代網(wǎng)絡技術，能夠感知、采集、融合、傳輸、處理各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，在軍事、醫(yī)療、安防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域具有巨大研究價值和應用價值。相對于傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡而言，中高速傳感器網(wǎng)絡具

2、有數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)據(jù)傳輸速率較高、傳感節(jié)點資源受限等明顯的特殊性，使得能量有效性、QoS保證(時延、抖動、丟包率、吞吐量)、可靠性成為網(wǎng)絡的首要性能指標。其中路由協(xié)議決定了數(shù)據(jù)的傳輸方式，對網(wǎng)絡性能有重要影響。有重要影響。由于傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議無法滿足中高速傳感器網(wǎng)絡的特殊要求，因此需要針對具體的應用場景設計特定的路由協(xié)議。
　　 本文研究了跨層優(yōu)化的中高速傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議，主要工作有：⑴綜合分析了中高速傳感器網(wǎng)絡的構

3、成及其特點，以及分析了跨層優(yōu)化技術，并著重分析了幾個經(jīng)典的跨層優(yōu)化路由協(xié)議。⑵為了滿足數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)耐瑫r，提高網(wǎng)絡的能量使用效率，本文提出了一種蟻群優(yōu)化的中高速傳感器網(wǎng)絡跨層優(yōu)化路由協(xié)議(A-CRP)。該協(xié)議結合了蟻群特性和功率自適應技術，根據(jù)物理層的參數(shù)信息進行路由決策，并在選擇路徑后根據(jù)相鄰兩節(jié)點間的距離調(diào)整節(jié)點物理層的發(fā)射功率，避免過大功率造成能量浪費。⑶為了滿足實際應用對中高速傳感器網(wǎng)絡的QoS要求，本文在深入研究了SPEED軟

4、實時路由協(xié)議和多路徑路由協(xié)議的基礎上，提出了一種QoS保證的中高速傳感器網(wǎng)絡跨層優(yōu)化路由協(xié)議(based-QoS cross-layer routing protocol for MHR-WSN，Q-CRP)。該協(xié)議綜合了物理層、鏈路層、網(wǎng)絡層、應用層的參數(shù)來設計路由代價函數(shù)，并按照代價函數(shù)來建立高速、中速以及備用路徑，按照應用層的需求，選擇多條路徑并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)，達到有效地節(jié)能、并給應用層提供QoS保證的目的。⑷利用NS2仿真環(huán)境對A-