無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由與性能優(yōu)化研究.pdf

1、在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，大量的傳感節(jié)點部署于檢測區(qū)域內(nèi)來獲取準(zhǔn)確的信息，高密度部署的節(jié)點檢測到的信息有著較強的相似性，直接傳輸大量的冗余數(shù)據(jù)會造成較大的通信時延和網(wǎng)絡(luò)能量的浪費．然而，傳感節(jié)點的容易失效性和惡劣的檢測環(huán)境又要求必要的冗余機制來保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸．根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和傳感節(jié)點的特點，如何設(shè)計有效的數(shù)據(jù)調(diào)度算法避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突，權(quán)衡能量消耗和QoS要求確定最佳的冗余度，保證數(shù)據(jù)能夠可靠、實時地傳輸?shù)交荆瑢τ诟纳凭W(wǎng)絡(luò)的性能具有重大的意

2、義．本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和典型的路由協(xié)議進行了詳細(xì)地介紹；接著，研究數(shù)據(jù)融合的概念、數(shù)據(jù)融合的目的、要解決的問題和典型的基于數(shù)據(jù)融合的路由協(xié)議；其次，研究 QoS的基本概念、QoS路由和典型的支持QoS的典型路由協(xié)議；最后，針對網(wǎng)絡(luò)的特點和相關(guān)應(yīng)用，本文分別對上述兩類問題提出了兩種路由優(yōu)化算法．具體工作如下：
　　首先，本文在數(shù)據(jù)融合算法的基礎(chǔ)上，針對傳感節(jié)點的高密度部署帶來的過多冗余數(shù)據(jù)和無線通信容易受到

3、干擾導(dǎo)致的不能正常接收的問題，提出了一種基于貪婪 Peony樹的數(shù)據(jù)融合調(diào)度算法(GPDA)。該算法首先利用寬度優(yōu)先搜索算法給所有節(jié)點分層,接著為網(wǎng)絡(luò)選擇支配節(jié)點，然后使用不同的適應(yīng)算法為支配節(jié)點選擇連接節(jié)點，而后為每個傳感節(jié)點確定父親節(jié)點，從而得到一棵數(shù)據(jù)融合樹，最后為每一層節(jié)點構(gòu)建最大并發(fā)集并分配相應(yīng)的調(diào)度時間段．
　　其次，本文在支持 QoS路由的典型算法的基礎(chǔ)上，針對傳感節(jié)點在惡劣的環(huán)境中易失效特點及用戶的 QoS要求，提

4、出了一種自適應(yīng)容錯的 QoS路由優(yōu)化算法(AFTQOA).該算法具有一定的容錯性和健壯性．首先計算出每一次查詢成功的概率、能量消耗量和網(wǎng)絡(luò)能夠成功地響應(yīng)查詢的運行時間，然后得到滿足用戶要求的最佳冗余源節(jié)點和冗余路徑數(shù)目，最后進行數(shù)據(jù)的采集和傳輸．
　　最后，新算法GPDA和AFTQOA分別與其相對應(yīng)的典型算法通過實驗仿真進行比較，仿真實驗結(jié)果表明，新算法GPDA具有很好的應(yīng)用價值，可得到最佳的通信半徑使得網(wǎng)絡(luò)生命周期最長，另外該算