无线体域网中节能可靠路由策略研究

发布时间：2017-05-17 15:18

  本文关键词：无线体域网中节能可靠路由策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线体域网作为无线传感器网络在医疗领域的应用,具有非常大的应用前景,有望代替人工监护。它是由布置在身体上的传感器网络节点,通过无线自组网的方式形成网络,该技术融合了无线传感器技术、无线通信技术、数据处理技术等等,技术领域高度交叉。而目前针对WBAN中网络的各层标准还没有统一制订,所以许多技术还没有到达成熟阶段。其中节点的能量问题一直是制约微型传感器节点被广泛运用于各大领域的瓶颈问题,无线体域网也不例外,而且,由于使用环境的问题,传感器节点的发送和接收功率必须控制在很低的范围内,以防对人体组织产生危害,由于人体不会处于静止状态,所以网络拓扑结构也会随着肢体的运动而产生变化,因此本文就这两方面的问题展开了研究。WBAN的能量消耗主要来源于节点的通信,发送消息和接收消息所消耗的能量,因此设计合理的路由协议进行数据发送成为WBAN节能可以参考的一个方向。为了解决数据传输可靠性问题,本文也提出了相关的改善方法。首先,本文对无线体域网的信道模型、业务类型、运动特性、能耗等等方面做了相关介绍,这是提出高效节能的路由协议之前必须要考虑的几项因素。在按需驱动型路由协议DSR协议的基础上,提出了改进的高效节能路由协议,该协议综合考虑路径的剩余能量、路径的路由跳数和节点业务负载大小等因素,选取一条代价最小的路径进行消息的传输,该协议的最终目的是最小化网络在工作期间的整体能量消耗,既有按需驱动路由的优点,又能适合无线体域网的特殊应用环境。其次,就无线体域网拓扑结构动态性带来的数据传输丢失问题,本文提出了提高数据传输可靠性的方法,结合延时自适应网络的优点,在该基础上提出了概率路由协议,该协议不考虑网络的拓扑结构如何变化,只考虑节点与节点之间的相遇概率,通过概率、缓存、连接时间等因素来决定发送消息与否,提高了无线体域网数据传输的可靠性,减小了延时。通过概率预测值来提高WBAN中数据传输可靠性是一种比较新颖的方法,通过NS2的仿真对比了其他路由协议,综合性能显得比较优秀。该文介绍了网络仿真工具NS2,内部组成、仿真流程、仿真结果分析等等。根据文中提出的EA-DSR路由协议,在NS2对DSR路由做了相应的改进,对DSR与EA-DSR路由协议进行了仿真分析,最后比较了两者在无线体域网中的能耗,对比分析本文所提出的路由协议在节省网络能量方面优于其他的协议。
【关键词】：无线体域网 路由协议 节能可靠路由 多径路由
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 论文研究的主要背景及意义9-11
• 1.2 WBAN的研究现状11-13
• 1.3 本课题研究目的和意义13-14
• 1.4 本文内容和组织结构14-17
• 2 无线体域网的基本理论与研究17-29
• 2.1 无线网络分类17-18
• 2.2 无线体域网的特点18-22
• 2.2.1 信道模型18-20
• 2.2.2 人体运动影响20-21
• 2.2.3 业务类型多样化21-22
• 2.2.4 能耗影响22
• 2.3 节能可靠路由策略简介22-25
• 2.3.1 节能策略22-24
• 2.3.2 可靠策略24
• 2.3.3 节能路由协议24-25
• 2.4 无线体域网的设计目标25-27
• 2.5 本章小结27-29
• 3 无线体域网节能路由策略29-39
• 3.1 无线传感器网络路由协议介绍29-30
• 3.2 DSR路由协议30-31
• 3.3 EA-DSR节能路由算法思想31-35
• 3.3.1 考虑路径的剩余能量31-32
• 3.3.2 考虑业务负载比较重的节点32-33
• 3.3.3 考虑路由跳数33-34
• 3.3.4 算法描述34-35
• 3.4 EA-DSR节能路由算法实现35-36
• 3.4.1 数据结构的改变35
• 3.4.2 EA-DSR路由发现过程35-36
• 3.4.3 EA-DSR路由选择过程36
• 3.4.4 路由维护过程36
• 3.5 本章小结36-39
• 4 基于概率传输的无线体域网可靠路由策略39-45
• 4.1 DTN路由分类39-40
• 4.1.1 单拷贝路由39-40
• 4.1.2 多拷贝路由40
• 4.2 传感器网络概率路由协议40-42
• 4.2.1 概率路由协议40-41
• 4.2.2 基于延时自适应的概率路由协议41-42
• 4.3 性能分析42-43
• 4.4 本章小结43-45
• 5 实验分析与仿真45-55
• 5.1 NS2软件介绍45-49
• 5.1.1 NS2概述45
• 5.1.2 NS2内部结构和组成45-46
• 5.1.3 NS2在win7平台下的安装46
• 5.1.4 NS2网络仿真过程46-49
• 5.1.5 NS2中能量模型49
• 5.2 仿真步骤49-52
• 5.2.1 仿真场景49-50
• 5.2.2 关键步骤50-52
• 5.3 仿真结果与分析52
• 5.4 本章小结52-55
• 6 总结与展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-63
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 彭能明;金智明;;基于转发节点的无线体域网节能策略研究[J];杭州电子科技大学学报;2011年06期

2 宫继兵;王睿;崔莉;;体域网BSN的研究进展及面临的挑战[J];计算机研究与发展;2010年05期

3 张简丽;许洪光;;基于DSR的路由协议综述[J];通信技术;2009年01期

  本文关键词：无线体域网中节能可靠路由策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：373776