無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的QoS問(wèn)題研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，作為對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充和擴(kuò)展，近年來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展和普及，以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線自組織多跳移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)）為代表的無(wú)線通信新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。同時(shí)作為傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)組合，一種基于大量具有傳感功能的小型可移動(dòng)設(shè)備構(gòu)造的，主要用于收集、傳播和處理傳感信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks)也應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)論應(yīng)用在什么領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)都需要能夠?yàn)楦鞣N業(yè)務(wù)提

2、供一定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)保障。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，網(wǎng)絡(luò)帶寬受限，而同時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理能力有限且能量受限。因此在這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供QoS將面臨許多不同于傳統(tǒng)有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的新問(wèn)題和挑戰(zhàn)。 本文論述的正是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)這種新興的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下的QoS保障問(wèn)題，主要研究的是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的QoS保障機(jī)制。首先研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，與一般傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別和聯(lián)系，還研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)

3、絡(luò)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，并總結(jié)了當(dāng)前的研究進(jìn)展及其以后的發(fā)展前景。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議棧的基礎(chǔ)上重點(diǎn)研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的QoS保障問(wèn)題。分別研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議支持QoS的機(jī)制。重點(diǎn)分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層中的媒體訪問(wèn)控制(MAC)子層QoS協(xié)議，詳細(xì)地分析了MAC協(xié)議的QoS支持機(jī)制，并且具體分析了四種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議對(duì)QoS的支持。接下來(lái)重點(diǎn)研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)支持QoS路由的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，討論了路由

4、協(xié)議的QoS支持機(jī)制，詳細(xì)分析了兩種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由協(xié)議：ReInForM協(xié)議和SPEED協(xié)議。最后研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所特有的能量約束問(wèn)題，通過(guò)研究基于能量約束的路由算法和相關(guān)QoS路由算法，本文提出了基于SPEED協(xié)議的一種能量約束QoS路由改進(jìn)算法。針對(duì)SPEED路由協(xié)議缺乏對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量受限特點(diǎn)的考慮，采用將能量約束路由算法和SPEED協(xié)議的SNGF算法進(jìn)行結(jié)合，改進(jìn)了SPEED協(xié)議對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量特性的支持。