Relay組網(wǎng)中Relay節(jié)點(diǎn)選擇算法研究與組網(wǎng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著物理世界對(duì)聯(lián)網(wǎng)的需求越來越大，物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景，適用于物聯(lián)網(wǎng)的無線局域網(wǎng)也越來越趨向于大規(guī)模、高密度部署，即要求支持更多用戶節(jié)點(diǎn)和更大覆蓋范圍。在低頻段低功耗無線局域網(wǎng)中，為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模用戶節(jié)點(diǎn)部署和大范圍覆蓋，采用了基于Relay的多跳組網(wǎng)模式。該組網(wǎng)模式將大規(guī)模節(jié)點(diǎn)分別歸屬于不同的Relay節(jié)點(diǎn)管理，在每個(gè)Relay內(nèi)部使用不同的信道來減少節(jié)點(diǎn)之間的沖突；同時(shí)，通過Relay節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制將一次長距離傳輸改成兩次短距離傳

2、輸，降低各節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率。但是，由于很多節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的交互是周期性進(jìn)行的，同時(shí)開啟大量Relay節(jié)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致很多Relay節(jié)點(diǎn)頻繁地處于空閑狀態(tài)，而節(jié)點(diǎn)在處于空閑狀態(tài)也要消耗相當(dāng)大的能量，這勢(shì)必造成了不必要的能量浪費(fèi)。
　　針對(duì)能耗問題，本文提出了一種基于覆蓋控制的Relay節(jié)點(diǎn)選擇算法。首先以節(jié)點(diǎn)部署相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過粗選和精選確定備選的Relay節(jié)點(diǎn)組；然后搭建仿真模型，通過Matlab仿真，綜合比較了每組Relay節(jié)點(diǎn)的

3、覆蓋率、休眠率和覆蓋能耗，確定最終開啟的Relay節(jié)點(diǎn)的位置和數(shù)量。通過此算法，可以有效地調(diào)節(jié)Relay節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，在滿足一定覆蓋要求前提下，減少開啟的Relay節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，讓一部分Relay節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而降低能耗。
　　為了驗(yàn)證多跳組網(wǎng)的性能，我們搭建了基于Linux的演示驗(yàn)證平臺(tái)，設(shè)計(jì)了節(jié)點(diǎn)的自適應(yīng)性切換機(jī)制：節(jié)點(diǎn)可根據(jù)當(dāng)前的鏈路質(zhì)量，在直聯(lián)模式（直接與接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)）和Relay組網(wǎng)模式下自適應(yīng)性切換，從吞吐量、時(shí)延和丟包