無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議的QoS問題研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，作為對有線網(wǎng)絡的有效補充和擴展，近年來無線網(wǎng)絡通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展和普及，以Ad Hoc網(wǎng)絡（無線自組織多跳移動通信網(wǎng)絡）為代表的無線通信新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。同時作為傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡和Ad Hoc網(wǎng)絡的有機組合，一種基于大量具有傳感功能的小型可移動設(shè)備構(gòu)造的，主要用于收集、傳播和處理傳感信息的無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks)也應運而生。無論應用在什么領(lǐng)域，網(wǎng)絡都需要能夠為各種業(yè)務提

2、供一定的服務質(zhì)量(QoS)保障。在無線傳感器網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，網(wǎng)絡帶寬受限，而同時網(wǎng)絡節(jié)點處理能力有限且能量受限。因此在這種網(wǎng)絡環(huán)境中提供QoS將面臨許多不同于傳統(tǒng)有線和無線網(wǎng)絡的新問題和挑戰(zhàn)。 本文論述的正是在無線傳感器網(wǎng)絡這種新興的無線網(wǎng)絡下的QoS保障問題，主要研究的是網(wǎng)絡通信協(xié)議的QoS保障機制。首先研究了無線傳感器網(wǎng)絡的特點和關(guān)鍵技術(shù)，與一般傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡和Ad Hoc網(wǎng)絡的區(qū)別和聯(lián)系，還研究了無線傳感器網(wǎng)

3、絡的主要應用領(lǐng)域，并總結(jié)了當前的研究進展及其以后的發(fā)展前景。在無線傳感器網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議棧的基礎(chǔ)上重點研究了無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議的QoS保障問題。分別研究了無線傳感器網(wǎng)絡各層協(xié)議支持QoS的機制。重點分析了無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈路層中的媒體訪問控制(MAC)子層QoS協(xié)議，詳細地分析了MAC協(xié)議的QoS支持機制，并且具體分析了四種無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議對QoS的支持。接下來重點研究了無線傳感器網(wǎng)絡支持QoS路由的網(wǎng)絡層協(xié)議，討論了路由

4、協(xié)議的QoS支持機制，詳細分析了兩種無線傳感器網(wǎng)絡QoS路由協(xié)議：ReInForM協(xié)議和SPEED協(xié)議。最后研究了無線傳感器網(wǎng)絡所特有的能量約束問題，通過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路由改進算法。針對SPEED路由協(xié)議缺乏對無線傳感器網(wǎng)絡能量受限特點的考慮，采用將能量約束路由算法和SPEED協(xié)議的SNGF算法進行結(jié)合，改進了SPEED協(xié)議對無線傳感器網(wǎng)絡能量特性的支持。