本文關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡多信道通信技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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無線傳感器網(wǎng)絡多信道通信技術分析

發(fā)布日期： 2016-05-31 發(fā)布：  

  2016年4期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘要：無線傳感網(wǎng)絡在海上通信、航空通信等各個方面都有著重要的應用，通信技術近年來發(fā)展迅速，在網(wǎng)絡通信中應用多信道通信技術能夠保證通信的可靠性，基于以上，本文簡要研究了無線傳感網(wǎng)絡模型和多信道通信在無線傳感網(wǎng)絡中的作用，，并分析了無線傳感網(wǎng)絡多信道廣播問題，旨在為進一步提升無線傳感網(wǎng)絡多信道通信技術的通信水平提供相關參考。
中國論文網(wǎng)
　　關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡 多信道通信 多信道廣播
　　中圖分類號： TP212.9；TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00
　　多信道通信在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用越來越廣泛，其能夠提升無線傳感器網(wǎng)絡通信的吞吐量，且解決了信道干擾問題。本文簡要分析了無線傳感器網(wǎng)絡多信道通信技術，旨在為相關研究提供參考。
　　1無線傳感網(wǎng)絡模型
　　無線傳感網(wǎng)絡在海上通信、航空通信等各個方面都有著重要的應用，無線傳感網(wǎng)絡模型一般分為物理感知單元、數(shù)據(jù)獲取單元、數(shù)據(jù)傳輸單元以及能量單元等四個組成部分：①物理感知單元：物理感知單元的主要功能是獲取目標物體的相關感知數(shù)據(jù)，其以無線傳感器為基礎能夠對目標物體的溫度、圖像等數(shù)據(jù)進行感知；②數(shù)據(jù)處理單元：傳感器在收集目標物體的感知數(shù)據(jù)之后會通過數(shù)據(jù)處理單元對相關感知數(shù)據(jù)進行預處理，例如圖像數(shù)據(jù)的預處理、溫度數(shù)據(jù)的預處理等等；③數(shù)據(jù)傳輸單元：目標物體的感知數(shù)據(jù)在經(jīng)過處理后需要進行傳輸或接收，數(shù)據(jù)傳輸單元的主要功能是與多信道無線通信相互配合，從而實現(xiàn)目標物體感知數(shù)據(jù)的傳輸或接收[1]；④能量單元：無線傳感器網(wǎng)絡中的無線傳感器等設備是需要能量支持的，能量單元的主要作用就是為無線傳感器網(wǎng)絡供給能量，從而保證無線傳感器網(wǎng)絡的正常運行。
　　就目前來看，當前的無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點只有部分能夠實現(xiàn)通信移動，其余的節(jié)點則保持靜止，因此，無線傳感器網(wǎng)絡呈現(xiàn)出以下特征：①資源有限：對于無線傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理設備來說，其數(shù)據(jù)處理能力通常要依賴于嵌入式芯片的開發(fā)，因此無線傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理能力受到一定的限制，呈現(xiàn)出資源有限的特征；②自組織體系：無線傳感器網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間是不可預知的，各個節(jié)點之間是相互影響的，一旦一個節(jié)點的通信失效，而可能會影響其他節(jié)點的通信鏈路，從而對整個無線傳感器網(wǎng)絡的結構造成影響；③結構以數(shù)據(jù)為中心：傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡結構以IP地址為中心，而無線傳感器網(wǎng)絡的結構以數(shù)據(jù)為中心，對發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點并不重視。
　　2 多信道通信概述
　　在多信道通信技術沒有被研發(fā)并應用之前，無線傳感器網(wǎng)絡中各個節(jié)點的通信在一個信道之內，這就使得節(jié)點在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程中容易受到其他節(jié)點的干擾，同時還容易受到外界噪聲的干擾，從而導致整個無線傳感器網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中易出現(xiàn)誤碼，嚴重影響了通信質量。在應用多信道通信技術之后，無線傳感網(wǎng)絡中的節(jié)點能夠在不同的信道內進行數(shù)據(jù)的傳輸，這就降低了各個節(jié)點之間的信號干擾，此外，由于節(jié)點分散在不同的信道內，單一信道的容量也會增加，這就降低了外界的干擾，從這兩個方面來看，多信道通信技術在無線傳感網(wǎng)絡中的應用能夠有效提升通信質量[2]。
　　多信道通信雖然能夠提升無線傳感器網(wǎng)絡通信的可靠性，但這種通信模式也會提升通信協(xié)議以及通信結構的復雜性，相較于單通道通信來說，多信道通信技術的無線傳感器網(wǎng)絡的多信道廣播以及資源負載均衡等方面的問題還有待優(yōu)化。
　　3 無線傳感網(wǎng)絡多信道廣播問題的分析
　　多信道通信雖然能夠提升無線傳感器網(wǎng)絡通信的可靠性，但這種通信模式也會提升通信協(xié)議以及通信結構的復雜性，相較于單通道通信來說，多信道通信技術的無線傳感器網(wǎng)絡的多信道廣播以及資源負載均衡等方面的問題還有待優(yōu)化。
　　3.1 多信道廣播通信的問題分析
　　在無線傳感器網(wǎng)絡中，多信道廣播通信是一種十分重要的通信形式，其在同步時間、數(shù)據(jù)及路由的查詢等各個方面都有著重要的應用。對于單信道通信的無線傳感器網(wǎng)絡來說，其無線傳感節(jié)點在一個通道內實現(xiàn)分布，這就可以借助無線電波的廣播作用來接受或傳遞相關的廣播信息，從而實現(xiàn)廣播通信。但對于多信道通信的無線傳感器網(wǎng)絡來說，由于傳感器節(jié)點在多個通信通道內分布，因此不同信道內節(jié)點的蘇醒時間有著一定的差異性，而節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸是需要能量的，為了節(jié)省能量，在不同信道內節(jié)點可能會處于睡眠狀態(tài)，這就使得處于睡眠狀態(tài)的節(jié)點無法接受通信信號，這就給多信道廣播帶來了一定的困難，從而衍生為多信道通信的相關問題，具體主要體現(xiàn)在以下三個方面：①覆蓋率�。簽榱吮苊饽芰肯�，不同信道內的節(jié)點可能處于沉睡狀態(tài)，這就降低了多信道廣播的覆蓋率，針對這個問題，可以采取節(jié)點轉接的方式來解決，即如果一個沉睡節(jié)點接收信息，則可以將其轉接到其他節(jié)點上，從而提升節(jié)點接收信息的效率，擴大通信范圍；②廣播冗余：多信道廣播通信中，節(jié)點轉播會導致多信道廣播通信的冗余問題[3]；③通信延遲：由于多信道廣播通信中，無線傳感網(wǎng)絡的節(jié)點為了節(jié)省能量處于沉睡狀態(tài)，這就需要對廣播信號進行轉接和轉播，而在轉接和轉播的過程中勢必會影響到信號的傳輸效率，從而導致多信道廣播通信的延遲，嚴重時可能導致整個無線傳感網(wǎng)絡的癱瘓。
　　3.2 創(chuàng)建分布式樹形廣播協(xié)議
　　上文中對多信道廣播通信的問題進行了分析，針對這些問題可以建立一個分布式樹形廣播協(xié)議，以此來優(yōu)化多信道廣播通信。通過樹形廣播協(xié)議可以將節(jié)點的廣播包進行發(fā)送，這就能夠有效提升多信道廣播通信的效率及覆蓋率。分布式樹形廣播協(xié)議采取的是動態(tài)分配方式，采用分布式方法，集中式算法更加簡便，在無線傳感器網(wǎng)絡的應用中對節(jié)點要求不高，這就有效降低了節(jié)點能量消耗，從而實現(xiàn)對多信道廣播通信的優(yōu)化。
　　4 結語
　　本文簡要研究了無線傳感網(wǎng)絡模型和多信道通信在無線傳感網(wǎng)絡中的作用，并分析了無線傳感網(wǎng)絡多信道廣播問題，并提出了具體的優(yōu)化方法，旨在提升多信道通信技術在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用水平。
　　參考文獻
　　[1]秦紹華.無線傳感器網(wǎng)絡多信道通信技術的研究[D].山東大學，2014.
　　[2]王明飛，慈林林，詹平，徐勇軍.多信道無線傳感器網(wǎng)絡容量分析模型研究[J].通信學報，2008，11：50-61.
　　[3]盧山.無線傳感器網(wǎng)絡多信道通信技術分析[J].電子世界，2015，24：107-108.
　　收稿日期：2016-03-01
　　作者簡介：夏偉（1985―），男，漢族，重慶人，現(xiàn)就職于重慶鋼鐵集團電子有限公司，研究方向：數(shù)字通信。

  本文關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡多信道通信技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。