面向无线体域网能效优化的路由算法研究
发布时间：2021-11-12 17:51
无线体域网（Wireless Body Area Networks,WBAN）是一种应用于人体场景的传感网络,能够长时间监测并记录人体的生理信息,其作为一项新兴技术,发展前景被普遍看好。目前,无线体域网还处于研究阶段,存在许多技术难题。其中WBAN传感器节点一般为电池供电,自身能量有限,且节点一般位于人体表面,有的甚至植入体内,因此,更换电池非常困难。在数据传输过程中,如何降低网络能耗,最大限度延长无线体域网的工作时间,是如今研究的热点问题。针对如何减小无线体域网工作时能量消耗的问题,本文提出了一种面向无线体域网的能效优化路由算法。首先,将最短路径算法（Dijkstra算法）转换为最小能耗路由算法,设定节点剩余能量阈值,当剩余能量低于阈值时,节点发射功率难以保证,数据传输因节点能量不足和外界干扰等因素的影响,会导致传输可靠性降低,此时,节点不再传输和转发数据。然后,为保证各节点能量均衡消耗,在优化的Dijkstra算法中,引入了加权思想,为所有节点引入加权公式和相同的加权因子,当某一节点因承担大量转发任务而导致剩余能量明显低于其他节点时,通过能量权值矩阵加权,数据转发任务变小,能量消耗...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线体域网的系统结构图
第三章 WBAN 网络拓扑及性能优化.1 传输链路稳定性建模无线体域网传输链路稳定性的影响因素有很多[45]，比如节点的剩余能量道干扰，外界环境和数据传输链路等，本节就传输链路的结构对链路稳定性响进行研究[46]。通过对各节点间关联关系的研究，多径路由一般包括三种，即：链路独立径路由、节点独立型多径路由和非独立型多径路由[47]。因为无线体域网是径数据传输的网络，故可以将体表的传感器节点进行以下三种建模。（1）非独立型多径路由，指源节点到目的节点的链路中，不仅存在共用点，同时还包括共用的链路。如图 3.3 所示:
图 3.2 链路独立型多径路由由图 3.2 可以看出，源节点 A 到汇聚节点 Z 之间存在相交链路，相交节点为。当节点 H 因受到干扰，而影响数据传输时，只会对节点 C 和 G 造成影响，只能将数据直接传送到节点 E 和 K，因此链路独立性多径路由较非独立性多径由，容错能力高，只有当共用节点受到传输影响时，才会对其他传输链路造成响。（3）节点独立型多径路由，指传输链路除了源节点和汇聚节点外，没有共的节点或传输链路，各条链路之间是相互独立的。如图 3.3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]人口老龄化、税收负担与财政可持续性[J]. 龚锋,余锦亮. 经济研究. 2015(08)
[2]基于无线体域网的康复监测系统设计[J]. 高翔,刘秀鹏,冯天天,徐国政. 计算机技术与发展. 2014(09)
[3]多态蚁群算法优化的云资源调度策略研究[J]. 谭靓亮,曾哲明,王耀华. 信息通信. 2013(04)
[4]一种基于粒子群参数优化的改进蚁群算法[J]. 李擎,张超,陈鹏,尹怡欣. 控制与决策. 2013(06)
[5]FM-DCSK UWB技术在无线体域网中的性能分析[J]. 孔龙,陈平平,徐位凯,陈志雄. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2013(02)
[6]AI系列仪表的人工智能控制算法及其应用[J]. 孙江晖,龙燕,武腾腾. 科技广场. 2012(11)
[7]基于PID算法的无线体域网中节点功率控制机制[J]. 肖玲,罗娟,李仁发,钟球. 计算机研究与发展. 2011(S2)
[8]基于无线体域网技术的老人健康监护系统的设计[J]. 轩运动,赵湛,方震,杜利东,耿道渠,史要红. 计算机研究与发展. 2011(S2)
[9]体域网BSN的研究进展及面临的挑战[J]. 宫继兵,王睿,崔莉. 计算机研究与发展. 2010(05)
[10]无线传感器网络的能量有效性控制策略——最小跳数和功率自适应[J]. 李伟,陈明. 计算机工程与应用. 2009(16)
硕士论文
[1]基于功率控制的无线体域网间同频干扰抑制[D]. 赵孝松.中国科学技术大学 2016
[2]无线体域网中基于人体移动性的链路可靠性分析[D]. 崔健.北京邮电大学 2016
[3]无线体域网（WBAN）能量有效性与调度算法研究[D]. 樊文豪.宁波大学 2015
[4]无线体域网中节能可靠路由策略研究[D]. 王成.重庆理工大学 2015
[5]基于资源分配的无线体域网生命周期优化研究[D]. 李工业.哈尔滨工业大学 2014
[6]基于无线体域网的能量效率优化方法研究[D]. 周晓丽.哈尔滨工业大学 2013
[7]无线体域网信道模型研究[D]. 夏娇.华南理工大学 2013
[8]基于ANT模块的体域网无线网络通信平台研究[D]. 林伟兵.浙江大学 2012
[9]面向能耗控制的无线传感器网络自组织算法研究[D]. 纪振坚.华南理工大学 2010
[10]协作通信的无线资源优化分配研究[D]. 魏蕾.华北电力大学（河北） 2010
本文编号：3491394
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线体域网的系统结构图
第三章 WBAN 网络拓扑及性能优化.1 传输链路稳定性建模无线体域网传输链路稳定性的影响因素有很多[45]，比如节点的剩余能量道干扰，外界环境和数据传输链路等，本节就传输链路的结构对链路稳定性响进行研究[46]。通过对各节点间关联关系的研究，多径路由一般包括三种，即：链路独立径路由、节点独立型多径路由和非独立型多径路由[47]。因为无线体域网是径数据传输的网络，故可以将体表的传感器节点进行以下三种建模。（1）非独立型多径路由，指源节点到目的节点的链路中，不仅存在共用点，同时还包括共用的链路。如图 3.3 所示:
图 3.2 链路独立型多径路由由图 3.2 可以看出，源节点 A 到汇聚节点 Z 之间存在相交链路，相交节点为。当节点 H 因受到干扰，而影响数据传输时，只会对节点 C 和 G 造成影响，只能将数据直接传送到节点 E 和 K，因此链路独立性多径路由较非独立性多径由，容错能力高，只有当共用节点受到传输影响时，才会对其他传输链路造成响。（3）节点独立型多径路由，指传输链路除了源节点和汇聚节点外，没有共的节点或传输链路，各条链路之间是相互独立的。如图 3.3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]人口老龄化、税收负担与财政可持续性[J]. 龚锋,余锦亮. 经济研究. 2015(08)
[2]基于无线体域网的康复监测系统设计[J]. 高翔,刘秀鹏,冯天天,徐国政. 计算机技术与发展. 2014(09)
[3]多态蚁群算法优化的云资源调度策略研究[J]. 谭靓亮,曾哲明,王耀华. 信息通信. 2013(04)
[4]一种基于粒子群参数优化的改进蚁群算法[J]. 李擎,张超,陈鹏,尹怡欣. 控制与决策. 2013(06)
[5]FM-DCSK UWB技术在无线体域网中的性能分析[J]. 孔龙,陈平平,徐位凯,陈志雄. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2013(02)
[6]AI系列仪表的人工智能控制算法及其应用[J]. 孙江晖,龙燕,武腾腾. 科技广场. 2012(11)
[7]基于PID算法的无线体域网中节点功率控制机制[J]. 肖玲,罗娟,李仁发,钟球. 计算机研究与发展. 2011(S2)
[8]基于无线体域网技术的老人健康监护系统的设计[J]. 轩运动,赵湛,方震,杜利东,耿道渠,史要红. 计算机研究与发展. 2011(S2)
[9]体域网BSN的研究进展及面临的挑战[J]. 宫继兵,王睿,崔莉. 计算机研究与发展. 2010(05)
[10]无线传感器网络的能量有效性控制策略——最小跳数和功率自适应[J]. 李伟,陈明. 计算机工程与应用. 2009(16)
硕士论文
[1]基于功率控制的无线体域网间同频干扰抑制[D]. 赵孝松.中国科学技术大学 2016
[2]无线体域网中基于人体移动性的链路可靠性分析[D]. 崔健.北京邮电大学 2016
[3]无线体域网（WBAN）能量有效性与调度算法研究[D]. 樊文豪.宁波大学 2015
[4]无线体域网中节能可靠路由策略研究[D]. 王成.重庆理工大学 2015
[5]基于资源分配的无线体域网生命周期优化研究[D]. 李工业.哈尔滨工业大学 2014
[6]基于无线体域网的能量效率优化方法研究[D]. 周晓丽.哈尔滨工业大学 2013
[7]无线体域网信道模型研究[D]. 夏娇.华南理工大学 2013
[8]基于ANT模块的体域网无线网络通信平台研究[D]. 林伟兵.浙江大学 2012
[9]面向能耗控制的无线传感器网络自组织算法研究[D]. 纪振坚.华南理工大学 2010
[10]协作通信的无线资源优化分配研究[D]. 魏蕾.华北电力大学（河北） 2010
本文编号：3491394
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