基于云模型的无线传感网络链路质量预测方法

发布时间：2017-10-04 17:22

  本文关键词：基于云模型的无线传感网络链路质量预测方法

  更多相关文章： 无线传感网络 链路质量预测 自适应高斯云变换 云推理 云模型

【摘要】：无线传感网络是由部署在监控区域的节点以自组织方式构成的网络,已应用于诸多领域。节点所在环境复杂多变导致其通信链路质量的不可靠,若能提前感知链路质量信息,为上层路由提供参考,则能很大程度上减少数据重传的次数,进而降低网络中节点的额外能量消耗。因此,全面而准确的链路质量预测机制可提高整个网络通信的可靠性、延长网络寿命。课题来源国家自然科学基金,研究无线传感网络链路质量预测方法。论文分析了无线链路的特性:链路的不规则性、非对称性、时间波动性等;介绍了链路质量预测方法的研究现状,对目前的方法进行了分类;深入分析了链路质量的物理层参数与链路层参数作为链路质量度量参数的优缺点,研究了各个参数之间的相关性。在此基础上,提出一种基于云模型的无线传感网络链路质量预测方法。该方法利用自适应高斯云变换算法对链路质量参数进行聚类;利用Apriori关联规则算法挖掘物理层参数与链路层参数的关联规则;提出了基于云推理的链路质量预测模型;在此基础上,考虑短期与长期两个时间维度,提出了基于云模型时间序列的链路质量预测模型。考虑链路通信容易受到环境的影响,论文设定了室内走廊、学校树林、公路场景,收集多对节点的实验样本数据。实现结果表明,与基于BP神经网络的预测方法相比,本文提出的基于云推理的链路质量预测方法,在稳定链路与波动性较大链路两种情况下,均具有较高的预测精度;与基于移动窗口指数加权平均预测方法相比,本文提出的基于云模型时间序列的链路质量预测方法,在保证预测稳定性的前提下,能更准确地捕获链路的变化。
【关键词】：无线传感网络 链路质量预测 自适应高斯云变换 云推理 云模型
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 引言7-10
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 研究内容8
• 1.3 本文组织结构8-10
• 第2章 链路质量相关研究现状10-19
• 2.1 链路特性研究10-15
• 2.1.1 链路的不规则性10-12
• 2.1.2 链路的非对称性12-13
• 2.1.3 链路的时间波动性13-15
• 2.2 链路质量预测模型的研究概述15-18
• 2.2.1 基于链路特性的预测模型15-16
• 2.2.2 基于概率估计的预测模型16-17
• 2.2.3 基于智能学习理论的预测模型17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 链路质量度量参数的选取19-27
• 3.1 基于物理层参数指标19-21
• 3.1.1 RSSI19-20
• 3.1.2 LQI20
• 3.1.3 SNR20-21
• 3.2 基于链路层参数PRR指标21-22
• 3.3 各个参数之间的相关性分析22-26
• 3.3.1 RSSI与PRR相关性分析22-24
• 3.3.2 SNR与PRR相关性分析24-25
• 3.3.3 LQI与PRR相关性分析25-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第4章 基于云模型的链路质量预测27-43
• 4.1 链路质量预测模型的整体设计结构27
• 4.2 自适应高斯云变换算法的链路质量划分27-35
• 4.2.1 云模型相关理论27-30
• 4.2.2 自适应高斯云变换算法30-35
• 4.3 Apriori算法的介绍35-36
• 4.4 链路质量预测模型的设计36-42
• 4.4.1 三维正向云算法36-37
• 4.4.2 三条件前件云发生器37-39
• 4.4.3 云推理链路质量预测方法建立39-40
• 4.4.4 云模型时间序列链路质量预测模型的建立40-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 实验设计及分析43-64
• 5.1 实验平台介绍43-48
• 5.1.1 硬件平台43-45
• 5.1.2 软件平台45-48
• 5.2 实验场景与方案48-50
• 5.3 样本数据分析50-52
• 5.4 参数相关性实验结果52-55
• 5.5 云模型链路质量预测模型验证55-62
• 5.5.1 链路质量参数分类实验结果55-60
• 5.5.2 参数间关联规则的挖掘实验结果60
• 5.5.3 云推理链路质量预测性能分析60-62
• 5.5.4 云模型时间序列链路质量预测性能分析比较62
• 5.6 本章小结62-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间参与课题情况70-71
• 攻读硕士期间发表论文、软件著作权及获奖情况71-72
• 致谢72-73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄庭培;李栋;张招亮;崔莉;;突发性链路感知的自适应链路质量估计方法[J];通信学报;2012年06期

2 徐佑军,谭敦茂,朱建武,曹文熙;蓝牙无线链路质量的分析、测试与改善[J];计算机工程与应用;2004年12期

3 王广杰;曾鹏;肖金超;;面向工业无线传感器网络的链路质量实时评估算法[J];小型微型计算机系统;2012年05期

4 郭志强;王沁;万亚东;李默涵;;基于综合性评估的无线链路质量分类预测机制[J];计算机研究与发展;2013年06期

5 陆飞;乐晓波;向峗松;;基于无线网格网的链路质量测量方案与路由尺度性能研究[J];计算机应用;2007年11期

6 李慕峰;田宇;徐鸿飞;易平;;基于链路质量的应急无线传感网络路由算法研究[J];信息网络安全;2014年05期

7 廖欣;;一种链路质量知晓的多跳无线网络路由度量[J];怀化学院学报;2014年05期

8 蒋锟;汪芸;;灰洞检测:基于链路质量估计的看门狗算法[J];计算机与现代化;2014年02期

9 戴靠柱;王潜平;;无线传感网络中基于链路质量的地理路由[J];计算机工程与设计;2011年03期

10 孙佩刚;陈燕;王琳;张希元;赵海;;基于链路质量的无线传感器网络路由量度研究[J];系统仿真学报;2008年07期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 胡丁丁;;Link Quality Control功能分析与优化[A];2012全国无线及移动通信学术大会论文集（下）[C];2012年

2 李婷婷;毛玉明;于秦;;Ad Hoc网络无线链路质量评估算法研究[A];四川省通信学会2007年学术年会论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 周安;无线传感器网络链路质量估计方法研究及应用[D];南京信息工程大学;2015年

2 张海洋;WSN中障碍物感知的链路质量估算方法研究[D];浙江工业大学;2015年

3 胡刚;无线传感网络链路质量评估参数优选模型研究[D];南昌航空大学;2015年

4 汤津;基于模糊支持向量回归机的WSN链路质量预测模型[D];南昌航空大学;2015年

5 刘松;基于贝叶斯网络的链路质量预测机制研究[D];南昌航空大学;2016年

6 谷小乐;基于云模型的无线传感网络链路质量预测方法[D];南昌航空大学;2016年

7 付逸斐;家庭无线场景下链路质量评价与中继机会判断[D];华中科技大学;2011年

8 臧超;基于支持向量机的传感网络链路质量预测机制研究[D];南昌航空大学;2013年

9 段磊;无线传感器网络中自适应链路质量评估机制研究[D];南昌航空大学;2012年

10 何柳;基于链路质量度量的工业无线网络路由策略研究[D];西南大学;2012年

，

本文编号：971893