WSN中确保高效可靠通信的联合优化算法

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feixiete2009
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如何保证传输可靠性的前提下延长网络寿命是无线传感器网络应用研究所必须面对的重要课题。首先,应用提出了苛刻的端到端可靠性要求;其次,底层的无线通信链路受各种因素的影响极不可靠,而系统资源尤其是能量资源极其有限。这些都成为无线传感器网络由理论研究走向实际应用所必须突破的问题。因此,如何满足应用提出的高可靠性需求,实现能量高效的数据传输,成为一个亟待解决的关键问题,也成为学术界新近研究的热点。传统Ad hoc的大量路由协议都是针对于移动环境,不考虑节点能量受限的问题并基于最小跳数(hop count, Hops)设计,主要解决节点在移动环境下路由的健壮性及可扩展性问题。而在无线传感器网络实际的应用中,各节点靠电池供电,大量节点都保持静止的状态或很少移动,只有当少量节点“失效”时,网络拓扑才‘会发生缓慢变化。针对此类问题。本文提出了联合优化的方法,即:在路由层选择有效的路由度量方法来达到网络可靠性的目的;并结合链路层的功率控制方法来延长网络的寿命。通过上下两层的联合工作来达到保证可靠的前提下,延长网络寿命的目的。本文首先综述了功率控制的思想以及几种典型路由度量方法;其次,利用实验验证了无线传感器网络低层链路通信的不可靠性,非对称性等特点;从理论上推导保证可靠性的前提下节点的优化发射功率。再次,结合本文功率控制思想和EETX路由度量方法提出了PCEETX联合优化方法;最后,将PCEETX方法运用于AODV协议中并标记为PCEETX-AODV。仿真结果表明,PCEETX-AODV在保证传输可靠性的前提下延长网络寿命的性能上明显优于基于原有度量方法的路由性能。
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