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基于中继传输的无线传感器网络中资源管理技术研究

作　者: 吕双桥
导　师: 林霏
学　校: 齐鲁工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 中继传输 无线传感器网络 运动模型 中继选择算法 贪婪算法
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


众多研究表明，将构成虚拟天线阵列的中继传输技术引入到无线传感器网络中可以带来额外的分集增益，它使得协作节点之间的资源(信道，能量)得到共享，从而为节约节点能量、延长网络的生存期、扩大网络覆盖范围提供了有效途径。而无线传感器中的多跳传输本质就是中继传输技术，因此二者结合具有天然的优势与可行性。中继作为中继传输系统中的一种特殊资源，其选择算法一直是传统中继传输系统中的重要资源分配研究之一。同时，中继选择算法又可以与无线传感器网络中的路由协议相结合。因此，本论文针对现有基于中继传输的无线传感器网络的资源管理技术展开综述的前提下，重点研究了该系统中的中继选择算法与相应仿真平台。具体为：以无线传感器网络中的运动模型为基础，采用凸优化为数学工具，以Matlab以及NS2软件为仿真工具，以中继选择算法为重点研究对象，针对基于中继传输的无线传感器网络中的中继选择算法与仿真平台进行分析讨论。本论文的主要工作如下：(1)基于中继传输的无线传感器网络中中继选择，路由选择算法以及其他方面研究的介绍。在无线传感器网络原有的多跳传输的基础上增加分集技术，能够有效地提高系统的遍历容量性能，增加网络的连通性等；(2)在基于不同的中继节点运动模型的基础上，按照不同的功率分配方案，提出中继节点布置的方案并应用到中继选择中，可以解决无线传感器网络中的网络寿命以及功率控制等问题；(3)将贪婪中继选择的算法与车载无线传感器网络相结合，并且对NS2仿真平台进行相应的研究。研究结果表明，贪婪中继选择算法可以有效提高网络中中继节点接入的性能，提高网络的连通性，这些结论对指导构建车载无线传感器网络有着现实的价值意义。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 研究的背景和意义  11-12
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 研究意义  12
  1.2 主要研究内容  12-13
  1.3 论文结构  13-15
第2章 无线传感器网络与中继传输技术  15-25
  2.1 WSN 概述  15-19
    2.1.1 WSN 的体系结构  15-16
    2.1.2 WSN 的技术特点  16-17
    2.1.3 WSN 的关键技术  17
    2.1.4 WSN 的相关应用  17-19
  2.2 中继传输概述  19-24
    2.2.1 中继传输的体系结构  19-20
    2.2.2 中继传输的技术特点  20-21
    2.2.3 中继传输的关键技术  21-22
    2.2.4 中继传输的相关应用  22-24
  2.3 本章小结  24-25
第3章 基于中继传输的无线传感器网络  25-33
  3.1 基于中继传输的无线传感器网络中中继节点选择布置  25-27
    3.1.1 系统模型  25-26
    3.1.2 最优中继的确定  26
    3.1.3 中继传输时机的确定  26-27
  3.2 基于中继传输的无线传感器网络中路由选择算法  27-29
    3.2.1 系统模型  27-28
    3.2.2 基于中继传输的路由选择算法  28-29
  3.3 基于中继传输的无线传感器网络中其他方面的研究  29-32
    3.3.1 基于中继传输的无线传感器网络中的能量效率  29-30
    3.3.2 基于中继传输的无线传感器网络中的网络寿命  30-32
  3.4 本章小结  32-33
第4章 基于运动模型的无线传感器网络中中继选择算法的研究  33-41
  4.1 系统性能分析  34
  4.2 运动模型介绍  34-36
    4.2.1 直线运动模型  34-35
    4.2.2 椭圆拓扑运动模型  35
    4.2.3 随机路点模型  35
    4.2.4 随机方向模型  35-36
  4.3 仿真结果与分析  36-39
  4.4 本章小结  39-41
第5章 基于贪婪中继选择算法的车载无线传感器网络仿真平台研究31  41-55
  5.1 NS2 仿真工具  41-43
    5.1.1 NS2 概述  42
    5.1.2 NS2 仿真模拟基本流程  42-43
  5.2 贪婪周界中继选择方案（GPSR）  43-48
    5.2.1 贪婪转发算法  43-45
    5.2.2 周界转发算法  45-46
    5.2.3 移植 GPSR 协议  46-48
  5.3 基于不同中继选择算法的车载无线传感器网络仿真平台研究  48-54
    5.3.1 系统模型  49
    5.3.2 仿真场景  49-51
    5.3.3 仿真结果及分析  51-54
  5.4 本章小结  54-55
第6章 总结与展望  55-57
参考文献  57-63
致谢  63-65
在学期间主要科研成果  65-67
附录 A 中继运动仿真程序  67-73
附录 B 随机路点模型仿真程序  73-77
附录 C 随机方向模型仿真程序  77-81

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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