基于層次結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的、無基礎(chǔ)設(shè)施的、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)。近年來隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(Wireless Sensor Networks)引起了人們的極大關(guān)注，廣泛應(yīng)用于軍事、民事等諸多領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的最大特點(diǎn)是能量受限，同時(shí)存儲(chǔ)空間及計(jì)算能力等資源也非常有限。節(jié)點(diǎn)通常隨機(jī)布置在復(fù)雜環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量差，同時(shí)低廉的成本使其易損壞。大規(guī)模數(shù)據(jù)采集在有限的硬件條件下使網(wǎng)絡(luò)易產(chǎn)生擁塞的現(xiàn)

2、象。以上特點(diǎn)使得傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃允艿胶艽笙拗啤?針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以上特點(diǎn)，本文首先提出一種綜合考慮可靠路徑選擇、擁塞避免與控制、節(jié)點(diǎn)失效處理三方面的可靠傳輸算法(簡(jiǎn)稱RCNF)。該算法是在分層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，討論加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。主要采用的三方面措施：首先是將影響?shù)據(jù)傳輸可靠性的主要因子：節(jié)點(diǎn)當(dāng)前剩余能量、節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)當(dāng)前可用率、傳輸信道錯(cuò)誤率綜合考慮來建立可靠路徑與備選可靠路徑；另一方面是依據(jù)緩沖區(qū)空閑情況進(jìn)行

3、預(yù)擁塞節(jié)點(diǎn)檢測(cè)，若滿足條件則進(jìn)行路徑前后疏導(dǎo)以緩解可能發(fā)生的擁塞，同時(shí)為每條的路徑設(shè)立擁塞問題的監(jiān)察員，對(duì)發(fā)生擁塞問題的節(jié)點(diǎn)及時(shí)處理：最后一方面是關(guān)于簇頭節(jié)點(diǎn)和非簇頭節(jié)點(diǎn)失效的分類處理。節(jié)點(diǎn)失效都要考慮是否引起路徑的動(dòng)蕩，除此之外簇頭節(jié)點(diǎn)失效會(huì)導(dǎo)致本簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸失敗。RCNF算法使原簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)在簇頭節(jié)點(diǎn)失效后盡快加入鄰近的簇，保證數(shù)據(jù)及時(shí)收集。最后采用了OMNET++仿真平臺(tái)，將算法與現(xiàn)有較為典型的MESH算法進(jìn)行比較，證明本算法在保

4、證較好網(wǎng)絡(luò)生命周期的情況下，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?在RCNF算法基礎(chǔ)之上，提出一種考慮路徑優(yōu)化與重傳機(jī)制的算法(簡(jiǎn)稱CHKR)。算法針對(duì)分層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的“熱區(qū)”問題、路徑建立中產(chǎn)生的“關(guān)鍵點(diǎn)”問題及確認(rèn)重傳機(jī)制的節(jié)能和延時(shí)間題進(jìn)行處理。算法將路由最后兩跳改為隨機(jī)選擇，均衡熱區(qū)能耗。同時(shí)，算法優(yōu)化了RCNF算法建立的路徑，在上段中提到的三個(gè)可靠因子之外綜合了對(duì)節(jié)點(diǎn)能耗的考慮，避免個(gè)別節(jié)點(diǎn)過早死亡引起數(shù)據(jù)傳輸失敗。確認(rèn)重傳機(jī)