【摘 要】
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在无线体域网（WBAN）中,由于节点体积的限制,节点的能量资源十分有限。在多跳环境中,需要节省能量并平衡网络中的能耗不均,目前研究大多选择剩余能量最多的路由进行数据转发,没有考虑WBAN节点的异构性。由于WBAN各节点的能量分布及能耗速率可能存在差异,转发节点的选择需要考虑更多因素。此外在紧急情况下,传感器节点对信道的竞争和频繁切换信道导致的高功耗,浪费了节点能耗。面对数据碰撞、干扰、堵塞等情况,
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在无线体域网（WBAN）中,由于节点体积的限制,节点的能量资源十分有限。在多跳环境中,需要节省能量并平衡网络中的能耗不均,目前研究大多选择剩余能量最多的路由进行数据转发,没有考虑WBAN节点的异构性。由于WBAN各节点的能量分布及能耗速率可能存在差异,转发节点的选择需要考虑更多因素。此外在紧急情况下,传感器节点对信道的竞争和频繁切换信道导致的高功耗,浪费了节点能耗。面对数据碰撞、干扰、堵塞等情况,需要特殊的多信道协议地减少网络实验。为了平衡能耗差异性和提高数据传输的及时性,本文主要进行了以下研究:首先提出了一种负载均衡的无线体域网路由选择方案（LBEE）,通过在RREQ消息中增加路由代价和路由生存时间两个参数,同时在RREP消息中增加最大路由代价值,选择最佳路由。转发节点可以根据当前负载和剩余能量评估节点状态,选择高能量、低负载的路由进行数据转发,有效地降低了路由的能耗。性能分析和模拟实验表明该方案能够延长网络寿命,均衡节点负载,较EAODV协议提高了网络吞吐量约5%。其次提出了一种紧急情况下的快速传输多信道无线体域网接入协议（FTMME）,根据数据包的重要程度设置不同的优先级,并为其设置初始信道。在紧急情况下,启用快速信道保证了紧急数据的快速可靠传输。同时动态地更新信道环境,根据数据优先级所对应的传输速率、带宽效率和节点代价的值来实现信道分配算法。仿真实验表明,该方案有效地降低了信道的碰撞概率,提高了网络性能。在网络吞吐量上较ACHS协议提高了约4.5%,并小幅度降低了网络延迟近2ms,提高了带宽效率和网络稳定性,从而降低工作时的平均功耗。
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