无线传感器网络中基于非正交信道的多信道调度算法研究

发布时间：2017-11-20 07:34

  本文关键词：无线传感器网络中基于非正交信道的多信道调度算法研究

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【摘要】：无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器,通过无线通信方式形成的一种多跳的、自组织的无线网络。最初的无线传感器网络多是使用单信道进行通信的,而随着网络规模的增大和用户对数据实时性要求的提高,单信道通信带来的限制越来越明显,因此,国内外学者逐渐投入到多信道通信的研究之中,相继提出了很多经典的信道分配算法。然而,现有的信道分配算法大多基于IEEE 802.15.4标准中ISM频段的16个正交信道进行的,认为这16个正交信道都是可用的,完全没有考虑到ISM频段其它应用对这些信道的影响。本文首先通过大量的实验验证了IEEE 802.15.4标准ISM频段的16个信道中,只有4个信道可以满足工业场景下的可靠性要求,但这4个信道远远不能满足工业环境下用户对数据传输高实时性的要求。接着介绍了非正交信道,通过大量实验验证了非正交信道的可行性,并给出了可行性条件。最后通过实验验证了非正交信道,在频段给定时,比现有的正交信道有更多的可用信道数,可有效改善正交信道因信道复用带来的丢包情况。在非正交信道的基础上,本文针对无线传感器网络汇聚场景下的TASA算法的不足,提出了一种基于非正交信道的多信道调度算法MSNOC。MSNOC算法在引入节点重要性和非正交信道的基础上,通过给网络中的链路分配互不冲突的时隙和信道,保证重要性高的节点的数据包优先传输,实现数据无冲突、高可靠性和高实时性的汇聚。最后分别从实时性和可靠性这两大方面,将本文的MSNOC算法与现有的TASA算法进行仿真对比。通过对仿真结果的分析可知,与现有的TASA算法相比,本文提出的MSNOC算法在保证数据可靠性的同时,能减少数据包的汇聚完成时间,特别是能有效减少重要节点数据包的汇聚完成时间。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5

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本文编号：1206592