无线体域网中节能可靠的路由机制研究

发布时间：2017-05-13 03:06

  本文关键词：无线体域网中节能可靠的路由机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线体域网(Wireless Body Area Network,WBAN)是由许多附着于人体体表或植入人体体内的传感器节点自组网而形成的一个无线传感器网络。它通过传感器节点对人体生理参数的持续监测来为医疗分析和诊断提供依据。但它不仅仅应用于医疗保健领域,在特殊人群监护、运动、娱乐以及军事等领域也有着巨大的应用价值。然而WBAN技术却因其自身的特点而面临着很多挑战。首先,人体穿戴和植入的传感器必须又轻又小,这就造成了它们在处理能力、电源供电能力和存储空间等方面严重受限。另外,人体运动、人体各部位的阻挡都会造成WBAN拓扑结构的动态变化,这将严重影响WBAN数据传输的可靠性。因此针对WBAN的高能效可靠数据传输成为一个亟待解决的问题。本文根据无线体域网的特点,从节能性和可靠性两个方面出发,对无线体域网的路由机制进行了研究与设计:(1)针对WBAN资源严重受限的特点,从多径路由出发,基于Max-Min模型提出了一种能效路由协议。该路由协议在路由过程中使剩余能量最小的节点剩余能量尽可能大,从而均衡了网络中节点的能耗,延长了网络生存时间。通过MATLAB对该路由协议进行仿真,并与基于Min模型的路由协议进行对比,结果表明,相对于基于Min模型的路由协议来说,基于Max-Min模型的路由协议能够更好地均衡网络能耗,延长网络生存时间。(2)针对WBAN拓扑结构动态变化的特点,提出了一种基于时隙滑动窗口的概率路由协议。该协议在记录节点间相遇的历史信息时,加入了时隙滑动窗口机制,能够保存长期的节点间相遇信息,从而提高了节点间未来相遇概率预测的准确率,提高了数据包传递的可靠性并减少了网络延迟。最后在VS2012平台上对该协议进行仿真,结果证明,在概率路由协议中加入时隙滑动窗口确实能够提高网络的可靠性。
【关键词】：无线体域网 路由协议 Max-Min模型 时隙滑动窗口 多径路由
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 WBAN国内外研究现状10-11
• 1.2.2 WBAN路由协议国内外研究现状11-13
• 1.3 论文主要工作和结构安排13-15
• 2 无线体域网的基本理论和研究15-25
• 2.1 无线体域网理论基础15-21
• 2.1.1 无线体域网结构15-16
• 2.1.2 无线体域网和其他无线网络的联系16-17
• 2.1.3 无线体域网的主要特点17-20
• 2.1.4 无线体域网的应用20-21
• 2.2 无线体域网的节能可靠路由机制研究21-23
• 2.2.1 WBAN节能路由机制的研究现状21-22
• 2.2.2 WBAN可靠路由机制的研究现状22-23
• 2.3 无线体域网路由协议的设计目标23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 无线体域网中节能路由协议的设计与分析25-37
• 3.1 多径路由机制25-27
• 3.2 Max-Min模型及其求解27-28
• 3.3 基于Max-Min模型的WBAN多径路由协议28-31
• 3.3.1 系统描述28-29
• 3.3.2 Max-Min模型29-30
• 3.3.3 路由算法实现30-31
• 3.4 仿真结果及其分析31-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 无线体域网可靠路由协议的设计和分析37-51
• 4.1 延迟容忍网络概述37-40
• 4.1.1 延迟容忍网络的特点37-38
• 4.1.2 延迟容忍网络的路由协议38-40
• 4.2 基于时隙滑动窗口机制的WBAN概率路由协议40-44
• 4.2.1 基于时隙滑动窗口机制的概率预测公式40-43
• 4.2.2 基于时隙滑动窗口机制的概率路由协议43-44
• 4.3 实验仿真及其结果分析44-48
• 4.3.1 仿真场景45-47
• 4.3.2 性能分析47-48
• 4.4 本章小结48-51
• 5 总结与展望51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-53
• 致谢53-55
• 参考文献55-59
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果59

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘毅;宋余庆;;无线体域网技术研究[J];小型微型计算机系统;2013年08期

2 孔令淑;姚向华;;无线体域网中的低功耗快速组网算法[J];微电子学与计算机;2013年12期

3 张洹千;杜晓薇;杨坚;卞士平;韩雪松;李擎;金庆辉;赵建龙;;一种体域网无线心电监护系统的研制与测试[J];现代电子技术;2014年04期

4 张春青;邹卫霞;李斌;刘月桂;;医疗体域网研究进展[J];中国医疗器械杂志;2012年02期

5 张莉;;无线体域网资源分配研究[J];电信工程技术与标准化;2014年08期

6 韩书平;钱良;杨宁健;;一种新型的能量受限无线体域网路由协议[J];信息技术;2009年11期

7 刘国华;赵子春;王延涛;孙玉刚;杨锶毅;;无线体域网中体征参数的采集与处理[J];南开大学学报(自然科学版);2010年01期

8 韩德强;刘立哲;顾春雷;;基于Windows Phone 7的体感健身系统的设计与实现[J];电子技术应用;2012年01期

9 孔龙;陈平平;徐位凯;陈志雄;;FM-DCSK UWB技术在无线体域网中的性能分析[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2013年02期

10 高鹏;杨永健;杜占玮;吴方明;;无线体域网隐私保护技术研究[J];计算机应用研究;2013年11期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张晓博;袁开国;伍淳华;徐贤仲;;无线体域网(WBAN)安全技术研究[A];第九届中国通信学会学术年会论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 本报记者 胡春民;体域网研究应列入国家规划[N];中国电子报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 于丽娜;无线体域网中数据融合绿色模型及传输调度算法研究[D];中国农业大学;2016年

2 武杨;基于无线信道特征的体域网安全技术研究[D];北京邮电大学;2014年

3 肖玲;无线体域网中人体动作监测与识别若干方法研究[D];湖南大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 宋立志;基于脉搏生理特征的无线体域网信息安全传输研究[D];宁夏大学;2015年

2 李明;无线体域网中低功耗、低时延接入技术研究[D];上海交通大学;2015年

3 毛圣歌;基于蚁群算法的无线体域网路由策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 王成;无线体域网中节能可靠路由策略研究[D];重庆理工大学;2015年

5 蒙云番;基于网络编码的无线体域网数据传输策略研究[D];广西大学;2015年

6 乐升华;基于体域网远程生理参数采集系统设计与研究[D];南昌大学;2015年

7 杨春峰;无线体域网软基带的设计与实现[D];复旦大学;2014年

8 李卓东;人体生理参数的密码学特征提取与分析及其在安全WBAN中的应用[D];电子科技大学;2014年

9 蔺志刚;WiTricity技术在体域网中的应用研究[D];河北工业大学;2015年

10 谢语天;无线体域网MAC层协议的设计与实现[D];南京邮电大学;2015年

  本文关键词：无线体域网中节能可靠的路由机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：361430