基于層次結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的、無基礎(chǔ)設(shè)施的、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)。近年來隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(Wireless Sensor Networks)引起了人們的極大關(guān)注，廣泛應(yīng)用于軍事、民事等諸多領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量差，同時低廉的成本使其易損壞。大規(guī)模數(shù)據(jù)采集在有限的硬件條件下使網(wǎng)絡(luò)易產(chǎn)生擁塞的現(xiàn)

2、象。以上特點使得傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃允艿胶艽笙拗啤?針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，討論加強數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｖ饕捎玫娜矫娲胧菏紫仁菍⒂绊憯?shù)據(jù)傳輸可靠性的主要因子：節(jié)點當(dāng)前剩余能量、節(jié)點緩沖區(qū)當(dāng)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(jù)緩沖區(qū)空閑情況進(jìn)行

3、預(yù)擁塞節(jié)點檢測，若滿足條件則進(jìn)行路徑前后疏導(dǎo)以緩解可能發(fā)生的擁塞，同時為每條的路徑設(shè)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(guān)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(dǎo)致本簇內(nèi)節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸失敗。RCNF算法使原簇內(nèi)節(jié)點在簇頭節(jié)點失效后盡快加入鄰近的簇，保證數(shù)據(jù)及時收集。最后采用了OMNET++仿真平臺，將算法與現(xiàn)有較為典型的MESH算法進(jìn)行比較，證明本算法在保

4、證較好網(wǎng)絡(luò)生命周期的情況下，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?在RCNF算法基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)的“熱區(qū)”問題、路徑建立中產(chǎn)生的“關(guān)鍵點”問題及確認(rèn)重傳機制的節(jié)能和延時間題進(jìn)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(shù)據(jù)傳輸失敗。確認(rèn)重傳機