無線傳感網(wǎng)中基于能耗的QoS研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無線傳感網(wǎng)(Wireless Sensor Network，WSN)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到不同的領(lǐng)域中，例如，軍事、政治、醫(yī)療等。另外，在一些應(yīng)用中，由于所部署的傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大、體積微小、節(jié)點(diǎn)所提供的能量匱乏、更重要的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境惡劣且節(jié)點(diǎn)更換難，因此研究如何降低能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期是當(dāng)前無線傳感網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)問題之一。
　　另外，WSN具有易于部署且成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此通常被部署在比較重要的場(chǎng)所，使得該網(wǎng)絡(luò)需要嚴(yán)格的服

2、務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)配置技術(shù)。而目前針對(duì)傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)提出的QoS協(xié)議都存在由端到端路徑發(fā)現(xiàn)和資源預(yù)留引起的大量開銷，因此它們不適用于WSN。針對(duì)能耗和QoS方面的問題，基于WSN的特性，分別針對(duì)不同層面開發(fā)了以下兩種機(jī)制:
　　(1)基于跨層技術(shù)的關(guān)于QoS的研究:主要貢獻(xiàn)在于該方法采用跨層技術(shù)實(shí)現(xiàn)QoS機(jī)制。該機(jī)制主要通過模塊化來實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能。在時(shí)延敏感性方面，主要通過服務(wù)差異化模塊將傳

3、感器節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)分為兩個(gè)隊(duì)列:高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包隊(duì)列和普通數(shù)據(jù)包隊(duì)列。當(dāng)數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)，往往會(huì)優(yōu)先發(fā)送高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包，從而保證時(shí)延敏感的數(shù)據(jù)包能夠及時(shí)地到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)。另外，在最佳睡眠機(jī)制，通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)的空閑偵聽功耗和節(jié)點(diǎn)在喚醒狀態(tài)傳輸數(shù)據(jù)包的功耗，并結(jié)合數(shù)據(jù)包關(guān)于時(shí)延的約束條件，從而達(dá)到既節(jié)省能量又不影響性能的目的。最后，綜合考慮相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)的可用緩沖區(qū)大小、能耗最優(yōu)節(jié)點(diǎn)、距離匯聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)和鏈路質(zhì)量從而做出最優(yōu)選擇。通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)

4、，該算法在投遞率方面有著明顯地改善，同時(shí)可以降低數(shù)據(jù)包在傳輸過程中的丟包率，而且在能耗方面有一定的改善。因此，從整體上該方案的性能較優(yōu)。
　　(2)基于多移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)關(guān)于QoS的能耗研究:主要貢獻(xiàn)在于引入多移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的機(jī)制。首先，將網(wǎng)絡(luò)按照K-means聚類方法分成合適的自治區(qū)域，再給每個(gè)自治區(qū)域分配一個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn);然后利用SVR方法確定移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的軌跡;最后引入深度引力域和隊(duì)列引力域采用Improved-IDDR算法對(duì)數(shù)據(jù)