無線自組網(wǎng)若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、無線自組網(wǎng)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的節(jié)點組成的一個臨時性多跳自治系統(tǒng)。作為沒有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，自組網(wǎng)在軍事和民用方面具有廣闊的應(yīng)用前景，是目前網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點問題。近年來無線自組網(wǎng)出現(xiàn)了幾個新的研究分支。本文以無線車載自組網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad-hoc Networks)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensor Networks)為研究背景，對這些網(wǎng)絡(luò)中的一些熱點問題展開了研究。 本文的第一部分工作主要是為車載自組

2、網(wǎng)設(shè)計了一種路由協(xié)議。由于車載自組網(wǎng)特有的一些性質(zhì)，傳統(tǒng)移動自組網(wǎng)絡(luò)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議在車載自組網(wǎng)中都不能獲得很好的性能。本文針對車載自組網(wǎng)的服務(wù)模式、運行特點，提出了一種面向服務(wù)的分布式路由協(xié)議。首先，本文的路由協(xié)議通過重用服務(wù)發(fā)現(xiàn)的路徑、整合服務(wù)發(fā)現(xiàn)和路由建立過程，使在路由協(xié)議之上使用單獨的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議不再必要；其次，根據(jù)車載自組網(wǎng)拓?fù)渥兓?guī)律，本文路由協(xié)議設(shè)計了一種分布式路由維護(hù)機制：由已建立路徑上的各個節(jié)點獨立維護(hù)本地的

3、路由，保證本地鏈路的完整性和有效性，從而確保全局路由的成功；此外，本文的路由協(xié)議提出一種基于預(yù)測轉(zhuǎn)發(fā)的機制以解決車載自組網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)分隔問題。文章最后還通過模擬實驗驗證了本文方案的可行性和有效性。與傳統(tǒng)移動自組網(wǎng)中的路由協(xié)議相比，本文路由方法在節(jié)點快速移動的車載自組網(wǎng)能獲得更好的性能。 本文的第二部分工作研究了多sink動態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位問題。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)突破了單一網(wǎng)絡(luò)控制點(sink)的結(jié)構(gòu)

4、模式和節(jié)點一定是靜止的概念，出現(xiàn)了多Sink動態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)。多sink動態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)對定位方法提出了新的要求，本文根據(jù)多sink動態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，提出了一種主動式分層定位方法。與傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法不同，本文的定位方法基于兩個新的思路，一是不再采用傳統(tǒng)的先應(yīng)式定位(網(wǎng)絡(luò)運行一次定位操作，獲得并保存所有節(jié)點的位置信息以備后用)，而是采用事件驅(qū)動的主動式定位機制，只對檢測到事件的節(jié)點進(jìn)行定位；第二，摒棄了傳感器網(wǎng)絡(luò)中一貫采用的平面型

5、定位(flat)，提出層次型定位模式，把定位分為傳感器層面的操作和sink層面的操作。這種定位方法中sink節(jié)點充當(dāng)定位參考點，為定位提供參考信息。因為sink功能強大，其在定位中不再象普通參考點一樣、僅僅充當(dāng)一個位置信息信息提供者的角色，而是利用其強大的功能，承擔(dān)更多的定位操作。與傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法相比，本文的定位機制支持節(jié)點的移動、降低傳感器節(jié)點在定位上的開銷，更適合多sink動態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)。 本文的第三部分工作屬于傳

6、感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋控制研究領(lǐng)域。由于傳感器通常由隨機方式大規(guī)模地部署到區(qū)域執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)。為了增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，通常采用部署大量冗余節(jié)點的方式。這種方法引起巨大的網(wǎng)絡(luò)部署開銷，而且，即使在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度很高的情況，監(jiān)測區(qū)域中仍可能存在穿越網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測盲徑。對高可靠性應(yīng)用，監(jiān)測盲徑的存在可能使網(wǎng)絡(luò)失去作用。本位針對隨機部署傳感器網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測盲徑問題展開研究，設(shè)計了一種在網(wǎng)絡(luò)部署之后，利用網(wǎng)絡(luò)自身能力偵測和消除監(jiān)測盲徑的方法。本文的方法具有分布式、可