无线传感器网络传输任务可靠性研究
发布时间：2021-08-26 08:36
无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）自身的特点导致网络传输的可靠性不稳定,现有的无线传感器网络可靠性保障机制往往从围绕个别性能参数的启发式设计开始,在真正部署之后需要不断地进行补丁式的改善,这是由于网络设计之初没有整体地进行可靠性设计造成的。目前关于网络基础可靠性的研究已经建立了较为严密的理论基础和技术体系,然而针对无线传感器网络任务可靠性的研究还缺乏成熟的理论和技术方法。因此,研究无线传感器网络任务可靠性具有重要的理论和实用价值。本文从无线传感器网络的任务可靠性角度出发,构建一个适应无线传感器网络特征的整体优化的可靠性解决方案,该方案是一般性的,不局限于具体的网络拓扑和网络协议,并能够根据网络变化进行动态调整,使得无线传感器网络可靠传输任务从评估到设计能够紧密地结合。论文的主要研究工作和贡献如下:（1）针对无线传感器网络的拓扑先验信息较难获取的问题,研究不受具体路由协议假设的限制,能够动态高效地推断无线传感器网络路由拓扑的策略。提出了一种数据包追踪混合局部探测的路由拓扑推断方法RTI（Route Topology Inference）,重构从源节点...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２全文结构安排??Ｆｉｇ?１．２?Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??第ｉ章绪论，分析了论文的研宄背景和研宄现状；说明了本文的研宄内容、??研宂意义以及全文内容安排
任务剖面指：“产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描??述”。对于完成一种或多种任务的产品都应制定一种或多种任务剖面。任务剖面包??括的内容如图２．１所示。??Ｉ产品的工作状态Ｄ??／?乂?维修方案??任务剖面产品工作的时间与顺０??品所处环境（外加的与诱发的）时间与顺￥??务成功与致命故障??图２．１任务剖面内容??Ｆｉｇ?２．１?Ｔａｓｋ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ??２．３．４基本可靠性和任务可靠性的区别??基本可靠性和任务可靠性是产品可靠性工作的“一体两面”，“一体”是指基??本可靠性和任务可靠性落实的主体都是产品设计本身，“两面”是指基本可靠性和??任务可靠性是产品设计应兼顾的两种目标，缺一不可。从基本可靠性与任务可靠??性的定义得知两者的区别如下：??１）
传统关于网络可靠性评估研宄的理论基础可以分为三种：基于图论、概率论??的数学解析方法；模拟随机事件的仿真方法和基于真实场景下的现场实验方法。??图２．２显示了传统网络可靠性评估方法的理论基础和研宄方法。??□数学解析方法??ｒ＂基于图论、酵论一□近似方法??网??络??可??３？?□?Ｍｏｎｔｅ?Ｃａｒｌｏ方法??性?？模拟随机事件的仿真方法——??评?□状态机方法??估??方??法??—？现场实验??图２．２网络可靠性评估方法分类??Ｆｉｇ?２．２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ??２．４．１．１连通可靠性评估??连通可靠性是最早被提出的网络可靠性指标，根据网络中有无指定的源点，??分为有源网络与无源网络。图２．３展示了网络连通可靠性评估模型根据有源和无源??两个角度的分类。??，ＳＴ可靠度——源点Ｓ与终点Ｔ保持连通的概率??有源＾一?ＳＫ可靠度一源点Ｓ与特定的端点集Ｋ保持连通的概率??／?＼?ＳＡＴ可靠度——源点Ｓ与网络中所有其他端点保持连通的概率??连通可靠性＜??＼?／?２端可靠度——网
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种有效的工业无线传感器网络可靠性评估方法（英文）[J]. 乐英高,李建清,樊鹤红,秦钦. Journal of Southeast University（English Edition）. 2016(02)
[2]分布式多网关无线mesh网公平协作路由算法[J]. 乔宏,张大方,谢鲲,何施茗,张继. 通信学报. 2015(02)
[3]网络可靠性评估模型与算法综述[J]. 黄宁,伍志韬. 系统工程与电子技术. 2013(12)
[4]多智能体系统中的任务分配蚁群优化算法(英文)[J]. 王鲁,王志良,胡四泉,刘磊. 中国通信. 2013(03)
[5]基于路径的网络可靠性研究综述[J]. 谭跃进,赵娟,吴俊,邓宏钟,段东立. 系统工程理论与实践. 2012(12)
[6]能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议[J]. 蒋畅江,石为人,唐贤伦,王平,向敏. 软件学报. 2012(05)
[7]基于网络层析成像技术的拓扑推断[J]. 赵洪华,陈鸣. 软件学报. 2010(01)
[8]无线传感器网络传输控制协议[J]. 方维维,钱德沛,刘轶. 软件学报. 2008(06)
本文编号：3363917
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２全文结构安排??Ｆｉｇ?１．２?Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??第ｉ章绪论，分析了论文的研宄背景和研宄现状；说明了本文的研宄内容、??研宂意义以及全文内容安排
任务剖面指：“产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描??述”。对于完成一种或多种任务的产品都应制定一种或多种任务剖面。任务剖面包??括的内容如图２．１所示。??Ｉ产品的工作状态Ｄ??／?乂?维修方案??任务剖面产品工作的时间与顺０??品所处环境（外加的与诱发的）时间与顺￥??务成功与致命故障??图２．１任务剖面内容??Ｆｉｇ?２．１?Ｔａｓｋ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ??２．３．４基本可靠性和任务可靠性的区别??基本可靠性和任务可靠性是产品可靠性工作的“一体两面”，“一体”是指基??本可靠性和任务可靠性落实的主体都是产品设计本身，“两面”是指基本可靠性和??任务可靠性是产品设计应兼顾的两种目标，缺一不可。从基本可靠性与任务可靠??性的定义得知两者的区别如下：??１）
传统关于网络可靠性评估研宄的理论基础可以分为三种：基于图论、概率论??的数学解析方法；模拟随机事件的仿真方法和基于真实场景下的现场实验方法。??图２．２显示了传统网络可靠性评估方法的理论基础和研宄方法。??□数学解析方法??ｒ＂基于图论、酵论一□近似方法??网??络??可??３？?□?Ｍｏｎｔｅ?Ｃａｒｌｏ方法??性?？模拟随机事件的仿真方法——??评?□状态机方法??估??方??法??—？现场实验??图２．２网络可靠性评估方法分类??Ｆｉｇ?２．２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ?ｍｅｔｈｏｄｓ??２．４．１．１连通可靠性评估??连通可靠性是最早被提出的网络可靠性指标，根据网络中有无指定的源点，??分为有源网络与无源网络。图２．３展示了网络连通可靠性评估模型根据有源和无源??两个角度的分类。??，ＳＴ可靠度——源点Ｓ与终点Ｔ保持连通的概率??有源＾一?ＳＫ可靠度一源点Ｓ与特定的端点集Ｋ保持连通的概率??／?＼?ＳＡＴ可靠度——源点Ｓ与网络中所有其他端点保持连通的概率??连通可靠性＜??＼?／?２端可靠度——网
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种有效的工业无线传感器网络可靠性评估方法（英文）[J]. 乐英高,李建清,樊鹤红,秦钦. Journal of Southeast University（English Edition）. 2016(02)
[2]分布式多网关无线mesh网公平协作路由算法[J]. 乔宏,张大方,谢鲲,何施茗,张继. 通信学报. 2015(02)
[3]网络可靠性评估模型与算法综述[J]. 黄宁,伍志韬. 系统工程与电子技术. 2013(12)
[4]多智能体系统中的任务分配蚁群优化算法(英文)[J]. 王鲁,王志良,胡四泉,刘磊. 中国通信. 2013(03)
[5]基于路径的网络可靠性研究综述[J]. 谭跃进,赵娟,吴俊,邓宏钟,段东立. 系统工程理论与实践. 2012(12)
[6]能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议[J]. 蒋畅江,石为人,唐贤伦,王平,向敏. 软件学报. 2012(05)
[7]基于网络层析成像技术的拓扑推断[J]. 赵洪华,陈鸣. 软件学报. 2010(01)
[8]无线传感器网络传输控制协议[J]. 方维维,钱德沛,刘轶. 软件学报. 2008(06)
本文编号：3363917
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