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

1、中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)(Middle and High Rate Wireless Sensor Networks，MHR-WSN)是建立在傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的一種特殊的新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、分布式信息處理等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠感知、采集、融合、傳輸、處理各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，在軍事、醫(yī)療、安防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有巨大研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)而言，中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)資源受限等明顯的特殊性，使得能量有效性、QoS保證(時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率、吞吐量)、可靠性成為網(wǎng)絡(luò)的首要性能指標(biāo)。其中路由協(xié)議決定了數(shù)據(jù)的傳輸方式，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有重要影響。有重要影響。由于傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議無(wú)法滿足中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)的特殊要求，因此需要針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)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(luò)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(luò)的構(gòu)

3、成及其特點(diǎn)，以及分析了跨層優(yōu)化技術(shù)，并著重分析了幾個(gè)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(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)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(luò)跨層優(yōu)化路由協(xié)議(A-CRP)。該協(xié)議結(jié)合了蟻群特性和功率自適應(yīng)技術(shù)，根據(jù)物理層的參數(shù)信息進(jìn)行路由決策，并在選擇路徑后根據(jù)相鄰兩節(jié)點(diǎn)間的距離調(diào)整節(jié)點(diǎn)物理層的發(fā)射功率，避免過(guò)大功率造成能量浪費(fèi)。⑶為了滿足實(shí)際應(yīng)用對(duì)中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)的QoS要求，本文在深入研究了SPEED軟

4、實(shí)時(shí)路由協(xié)議和多路徑路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種QoS保證的中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)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(luò)層、應(yīng)用層的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)路由代價(jià)函數(shù)，并按照代價(jià)函數(shù)來(lái)建立高速、中速以及備用路徑，按照應(yīng)用層的需求，選擇多條路徑并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)，達(dá)到有效地節(jié)能、并給應(yīng)用層提供QoS保證的目的。⑷利用NS2仿真環(huán)境對(duì)A-