无线自组网能量有效的邻居发现机制研究

发布时间：2017-05-24 17:10

  本文关键词：无线自组网能量有效的邻居发现机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术、传感器技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术的不断发展以及小型无线设备的广泛应用,无线自组织网络已经成为当前国际上备受关注的、知识高度集成的前沿热点研究领域。无线自组织网络以其不依赖于固定基础设施、多跳、灵活、自组织的特点,在各领域有着重要的应用前景。智慧城市的建设中,无线自组织网络广泛应用于智能交通、环境监测等;自然环境中应用于野生动物追踪、手持设备组网等。所有应用中,邻居发现是无线自组织网络自组织的第一步,是实现路由和拓扑的前提和基础。虽然邻居发现在无线自组织网络中起着重要作用,但目前邻居发现问题却未得到足够重视。此外,无线自组织网络中的节点大多数通过电池供电,低占空比操作广泛用于无线自组织网络,这样能够有效节约能量,但会带来新的挑战——节点异步的唤醒-休眠使邻居发现变得非常困难。因此,本文在现有基础上进一步研究无线自组织网络邻居发现问题,主要研究工作包含以下几方面:(1)基于Quorum的邻居发现算法研究。首先对Quorum系统进行研究,提出满足循环闭包属性的Quorum系统都能够用于设计邻居发现算法,提高邻居发现过程的能量效率。同时,证明grid quorum、cyclic quorum、torus quorum系统分别满足循环闭包属性,能够应用于邻居发现算法的设计。(2)给定发现延迟下的最优能量消耗值研究。几种经典算法中研究的邻居发现都假定节点时间槽总是处于完全对齐,而实际场景中,节点时间槽在大多时间内处于非对齐状态。这就造成了经典算法中给定发现延迟下的最优能量消耗值并非真正最优。为此,本文充分利用节点时间槽非对齐的特点,对最优能量消耗值求解,导出给定延迟下的最优能耗值下界。(3)E-cyclic quorum算法研究。以最优能量消耗值为依据,在cyclic quorum系统的基础上,提出一种新的节点邻居发现算法。该算法能够同时满足占空比对称和非对称场景的邻居发现应用。(4)邻居发现算法能量及延迟性能比较研究。确定实验性能指标,包括:节点邻居发现能量-延迟积和发现延迟的累积分布情况等指标;设计验证实验,对比不同邻居发现算法的性能表现,为不同应用场景选择邻居发现算法做出指导。
【关键词】：无线ad hoc网络 邻居发现 Quorum系统 能量有效 低延迟
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5

  本文关键词：无线自组网能量有效的邻居发现机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：391423