软件定义传感网中编码感知绿色路由算法研究

发布时间：2020-04-15 14:45

【摘要】：随着无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的迅速发展,无线传感器网络被广泛运用到各个领域,但是随着数据通信量的增加,传统的无线传感器网络很难满足通信效率的高标准要求。无线传感器网络架构采用传统的互联网架构,不能灵活根据网络的状态改变策略,而且无线传感器网络节点由有限的电池供电,电量一旦耗尽就难以得到补充。通过分析传感网络存在的以上两方面问题,本文从这两方面展开了研究。本文主要研究工作如下:针对传统无线传感网络架构策略更改困难、可扩展性低的问题,给出了一种软件定义传感网络(Software-Defined Sensor Network,SDSN)架构。在该架构中对软件定义传感网架构模型和定制控制器架构进行了设计,并分析了控制器架构中各个管理模块的功能。再针对传感节点能量有限的问题,提出了编码感知绿色路由算法(Coding-Aware Green Routing,CAGR)。在该算法中综合考虑节点的编码机会、负载度以及剩余能量,对编码感知绿色路由度量进行了设计;再结合机会转发机制,对候选转发集进行选择和对候选转发集中节点排序,让优先级高的节点优先转发数据。仿真实验表明,该算法能够有效地提高网络吞吐量、节约网络能量和均衡节点能量。为了进一步研究数据平面普通传感器节点能量消耗问题,提出了一种非合作博弈功率控制算法。该算法将节点的功率控制抽象为一种多人非合作博弈过程,通过节点间的博弈对功率进行控制。该算法基于对节点剩余能量和信噪比的考虑,给出了本文效用函数,并通过理论证明了本文功率控制博弈存在纳什均衡。仿真实验表明,该功率控制算法能够有效地优化节点发射功率,这对于节点节约能量、延长网络生命周期有重要的意义。
【图文】：

体系结构图,无线传感器网络,体系结构,节点

庆邮电大学硕士学位论文第 2 章相关技术介第 2 章相关技术介绍.1 软件定义传感网络.1.1 无线传感网络无线传感网由多个传感器节点组成自组织网络，如图 2.1 无线传感网络体系，，这些节点主要由普通传感节点、汇聚节点、任务管理节点、Internet 或通信卫组成。传感节点布置到指定的监控场景中，当节点收到数据时，将通过“多跳者“一跳”的方式将数据发送给汇聚节点(sink node)。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN929.5

【参考文献】