基于層次結構的無線傳感器網絡可靠傳輸算法.pdf

1、無線傳感器網絡是一種新型的、無基礎設施的、自組織的無線網絡。近年來隨著微電子技術、傳感器技術及通信技術的發(fā)展，無線傳感器網絡WSN(Wireless Sensor Networks)引起了人們的極大關注，廣泛應用于軍事、民事等諸多領域。無線傳感器網絡節(jié)點的最大特點是能量受限，同時存儲空間及計算能力等資源也非常有限。節(jié)點通常隨機布置在復雜環(huán)境下，網絡信道質量差，同時低廉的成本使其易損壞。大規(guī)模數據采集在有限的硬件條件下使網絡易產生擁塞的現

2、象。以上特點使得傳感器網絡中數據傳輸的可靠性受到很大限制。 針對無線傳感器網絡以上特點，本文首先提出一種綜合考慮可靠路徑選擇、擁塞避免與控制、節(jié)點失效處理三方面的可靠傳輸算法(簡稱RCNF)。該算法是在分層次的網絡結構下，討論加強數據傳輸的可靠性。主要采用的三方面措施：首先是將影響數據傳輸可靠性的主要因子：節(jié)點當前剩余能量、節(jié)點緩沖區(qū)當前可用率、傳輸信道錯誤率綜合考慮來建立可靠路徑與備選可靠路徑；另一方面是依據緩沖區(qū)空閑情況進行

3、預擁塞節(jié)點檢測，若滿足條件則進行路徑前后疏導以緩解可能發(fā)生的擁塞，同時為每條的路徑設立擁塞問題的監(jiān)察員，對發(fā)生擁塞問題的節(jié)點及時處理：最后一方面是關于簇頭節(jié)點和非簇頭節(jié)點失效的分類處理。節(jié)點失效都要考慮是否引起路徑的動蕩，除此之外簇頭節(jié)點失效會導致本簇內節(jié)點數據傳輸失敗。RCNF算法使原簇內節(jié)點在簇頭節(jié)點失效后盡快加入鄰近的簇，保證數據及時收集。最后采用了OMNET++仿真平臺，將算法與現有較為典型的MESH算法進行比較，證明本算法在保

4、證較好網絡生命周期的情況下，提高了數據傳輸的可靠性。 在RCNF算法基礎之上，提出一種考慮路徑優(yōu)化與重傳機制的算法(簡稱CHKR)。算法針對分層無線傳感器網絡的“熱區(qū)”問題、路徑建立中產生的“關鍵點”問題及確認重傳機制的節(jié)能和延時間題進行處理。算法將路由最后兩跳改為隨機選擇，均衡熱區(qū)能耗。同時，算法優(yōu)化了RCNF算法建立的路徑，在上段中提到的三個可靠因子之外綜合了對節(jié)點能耗的考慮，避免個別節(jié)點過早死亡引起數據傳輸失敗。確認重傳機