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Multi-Radio传感器网络中跨层协议的研究

作　者: 范斌
导　师: 李金宝
学　校: 黑龙江大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 无线传感器网络信道分配路由选择链路调度多查询随机路由
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着无线通信、集成电路和嵌入式计算等技术的高速发展,由大量低功耗、多功能的微型传感器节点构成的无线传感器网络得到广泛应用,并引起科研人员的极大关注。为此,本文研究了Multi-Radio Multi-Channel传感器网络中联合信道分配和路由选择、联合信道分配和链路调度的跨层通信协议、以及支持多查询的传感器网络随机路由算法。本文的主要研究成果有:1.基于无线传感器网络中正交信道较少的特点,提出了一种Dual-Radio传感器网络中分布式信道分配算法(DCA),并在此基础上提出一种路由转发策略(RFS)。DCA能够利用较少的信道消除网络路径内的冲突、减少路径间的冲突。而在RFS中,节点通过适时切换发送信道,重新选择转发节点,从而进一步减少了路径间冲突,高效地实现了数据并行传输。实验结果表明,DCA和RFS可有效降低数据转发时延,减小节点平均能耗,提高网络吞吐量。2.针对无线传感器网络中正交信道较少而容易引起节点间通信冲突的问题,提出了一种基于层次结构网络的Dual-Radio Multi-Channel链路调度算法(LSHN)。LSHN首先把全网节点划分为不同的层次结构,并通过在不同层次间分配相互正交的信道,消除层次间的通信冲突;然后进行链路调度,去除同层次节点间的通信冲突,从而实现了节点间的数据无冲突并行传输,可较好地解决传感器网络中的数据收集问题。实验结果表明,LSHN可显著减少数据收集时间,提高网络吞吐量。3.针对无线传感器网络中多查询问题,提出一种支持多查询的随机路由算法。该算法首先由每个查询节点随机产生一条路径并下发查询消息,当多个查询消息在某一节点相遇时,利用该节点保存的各查询消息副本,共享这多个查询消息。然后,多个查询协作执行,在不增加额外通信代价和能量消耗的同时,有效提高查询效率。理论分析和实验结果表明,该算法在单查询和多查询情况下均可得到较高的查询成功率。

Multi-Radio传感器网络中跨层协议的研究

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