無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高能效魯棒的匯聚傳輸技術(shù).pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩116頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、近年來,微機電系統(tǒng)、無線通訊和數(shù)字電子等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展使得低成本、低能耗、具備小范圍通信能力的小尺寸傳感器成為可能。當大量的傳感器被部署在感興趣區(qū)域進行協(xié)同感知,便構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展,隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出,傳感器網(wǎng)絡(luò)更是被看作現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)不可或缺的組成部分。然而,與傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點相比,傳感器節(jié)點能量受限,計算、存儲與傳輸能力都較薄弱,因此傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸,尤其是從大量傳感節(jié)點到匯聚節(jié)點的匯聚

2、傳輸(Convergecast)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network或簡稱WSN)中的匯聚傳輸所面臨的挑戰(zhàn)可以總結(jié)為以下三點。首先,大量傳感器節(jié)點周期性的采集數(shù)據(jù),需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量巨大,這與傳感器節(jié)點有限的能量供應(yīng)形成了鮮明的矛盾。其次,由于傳感節(jié)點通信能力有限,一般需要通過多跳轉(zhuǎn)發(fā)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。當多數(shù)據(jù)源同時向匯聚節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時,會產(chǎn)生所謂的漏斗效應(yīng),即匯聚節(jié)點周圍的流量

3、顯著高于網(wǎng)絡(luò)周邊的流量。這將使得靠近匯聚節(jié)點的傳感節(jié)點消耗更多的能量,從而嚴重影響網(wǎng)絡(luò)的生存時間。再次,傳感器節(jié)點易發(fā)生損壞和失效,因此傳輸可靠性和魯棒性無法得到保證。
  可見,要解決以上挑戰(zhàn)從而實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成功部署將取決于高能效、魯棒的匯聚傳輸技術(shù)。本文將針對幾種不同類型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),在應(yīng)用層和傳輸層上就高能效、魯棒的匯聚傳輸技術(shù)進行研究。
  首先,本文考慮了在中小型稀疏傳感器網(wǎng)絡(luò)中的匯聚傳輸。在這類網(wǎng)絡(luò)中

4、,雖然每個傳感節(jié)點都可以與很多其它節(jié)點通信,但鏈路的可靠性非常差。受到壓縮感知理論的啟發(fā),本文創(chuàng)新性的提出了基于隨機線性映射的聯(lián)合信源-網(wǎng)絡(luò)編碼方案。該方案不僅能夠充分利用傳感數(shù)據(jù)的相關(guān)性進行一定程度的數(shù)據(jù)壓縮,而且在多徑路由的配合下能夠有效提高整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。更為重要的是,本文所設(shè)計的方案能夠?qū)崿F(xiàn)可適度降級的匯聚傳輸,即隨著匯聚節(jié)點所收到的數(shù)據(jù)包的增加,所重構(gòu)的數(shù)據(jù)的精度可以逐步提高。更進一步,本文將能量受限的多源、多跳和多徑數(shù)據(jù)傳

5、輸問題歸結(jié)為一個網(wǎng)絡(luò)效能最大化(NUM)問題,并設(shè)計了一個分布式算法完成了NUM問題求解,給出了使各傳感器節(jié)點耗能平衡的多徑路由,有效的緩解了漏斗效應(yīng),從而實現(xiàn)了高能效的匯聚傳輸。
  其次,本文考慮了在大型密集傳感器網(wǎng)絡(luò)中的匯聚傳輸問題。在這類網(wǎng)絡(luò)中,成百上千個傳感器節(jié)點生成海量的數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。而由于數(shù)據(jù)是通過多跳轉(zhuǎn)發(fā)到達匯聚節(jié)點的,距離匯聚節(jié)點越近的傳感節(jié)點所消耗的能量越大,生命周期就越短。而整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期也將受

6、到影響。本文提出了一個基于壓縮感知理論的壓縮數(shù)據(jù)采集模型,理論分析表明,壓縮數(shù)據(jù)采集可以提高數(shù)倍的網(wǎng)絡(luò)容量,而且能夠更好的利用傳感數(shù)據(jù)中隱含的相關(guān)性。該模型不僅成功降低了網(wǎng)絡(luò)總體通信代價,而且有效平衡了節(jié)點間的能量消耗,延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
  再次,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在向信息密集型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,而視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種典型的信息密集型網(wǎng)絡(luò),正處于此類研究領(lǐng)域的前沿。因此,本文研究了無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中的匯聚傳輸。該問題的主要挑戰(zhàn)來源

7、于流內(nèi)、流間干擾以及多個視頻源的流量平衡。本文提出了一個前向壓力傳輸控制協(xié)議,包含了傳輸層的逐跳控制協(xié)議和流量控制協(xié)議。前者最大限度的減少了視頻流在無線多跳傳輸過程中的丟包問題,而后者不僅可以有效控制每個視頻流的流量而且能夠平衡多個并發(fā)視頻流的吞吐量。這組跨應(yīng)用層和傳輸層的設(shè)計可以實現(xiàn)從多個源節(jié)點到匯聚節(jié)點的公平、有效的視頻傳輸。
  總體來看,本文就無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中極具挑戰(zhàn)的匯聚傳輸技術(shù)進行了深入的研究。針對不同類型的傳感器網(wǎng)絡(luò)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論