无线传感器网络低延迟邻居发现算法研究

发布时间：2017-08-11 17:31

  本文关键词：无线传感器网络低延迟邻居发现算法研究

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【摘要】：无线传感器网络融合了网络、信息、通信以及半导体等先进技术,在环境监测、国防军事、工业、公共卫生事业以及野生动物保护方面得到了广泛的应用。长期以来,无线传感器网络的MAC协议、路由协议等问题作为前沿热点而备受关注,但是作为其必不可少的且起基础支撑作用的邻居发现却未得到足够的重视。邻居发现对于邻居节点识别以及路由构建并协同工作具有重要意义。然而无线传感器节点的能量受限、网络连接的间歇性、低占空比以及低数据率等特点,导致两个节点很难同时苏醒并相互发现。传统的邻居发现算法是成对发现,其关注的重点是能耗,而某些特定应用类型的无线传感器网络对发现延迟有着更高的要求。本文旨在从降低发现延迟方面入手,深入研究低延迟邻居发现算法。首先,分析并挖掘延迟更低的自适应邻居发现调度算法,根据已有邻居节点获取潜在邻居节点的信息,通过主动苏醒来发现潜在的邻居节点;并研究邻居节点间信息的推荐机制,通过比较各邻居节点间的亲密度(如公共邻居率)来选择性接收邻居节点的推荐信息,以此过滤冗余数据信息、降低节点能耗,达到延长网络生命周期的目的。其次,为进一步降低发现延迟,利用实际的节点移动模型来预测其通信范围内潜在邻居节点的个数,然后根据潜在邻居节点的个数计算邻居节点的唤醒时间并动态调节节点的占空比,通过适当延长节点的苏醒时间来监测发现邻居节点,使得节点较快地发现较多的邻居节点,以此提高邻居节点的发现效率,降低发现延迟。最后,通过仿真实验分别比较在不同的节点密度、节点占空比、节点通信不规则度以及节点移动方式等情况下,两种邻居发现算法的发现延迟和能耗。仿真实验结果表明,两种算法在降低发现延迟方面取得了良好效果,提升了网络的性能,对实时性要求较高的无线传感器网络有很高的实用价值。
【关键词】：邻居发现 公共邻居率 动态占空比 发现延迟
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-22
• 1.1 研究背景与意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 本文主要研究内容18-20
• 1.4 本文组织结构20-21
• 1.5 本章小结21-22
• 2 无线传感器网络相关问题分析22-41
• 2.1 无线传感器网络概述22-23
• 2.2 无线传感器网络的能耗研究23-28
• 2.3 介质访问控制协议28-31
• 2.4 邻居发现算法研究31-40
• 2.5 本章小结40-41
• 3 基于公共邻居率的邻居发现算法41-59
• 3.1 引言41-43
• 3.2 Disco算法分析43-46
• 3.3 网络模型设计46-49
• 3.4 算法设计49-54
• 3.5 仿真与分析54-58
• 3.6 本章小结58-59
• 4 基于动态占空比的邻居发现算法59-72
• 4.1 引言59-60
• 4.2 网络模型设计60
• 4.3 算法设计60-64
• 4.4 仿真与分析64-71
• 4.5 本章小结71-72
• 5 总结与展望72-74
• 5.1 总结72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

【参考文献】

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1 严敬宇;低功耗无线传感网及应用技术研究[D];杭州电子科技大学;2013年

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本文编号：657377