體域無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究

發(fā)布時(shí)間：2020-08-22 11:24

【摘要】：因?yàn)轶w域無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Body Area Sensor Network,WBASN)在醫(yī)療場(chǎng)景的良好適用性,對(duì)WBASN的研究逐漸成為一大熱點(diǎn)。作為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù),路由協(xié)議在WBASN的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。在大量WBASN路由算法研究中,保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸和延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命兩者是算法的核心。WBASN節(jié)點(diǎn)的能耗速度不同容易造成某一節(jié)點(diǎn)率先耗盡能量而死亡,通信信道的不確定性容易導(dǎo)致通信中斷問(wèn)題。為此,本文提出了一種基于中繼節(jié)點(diǎn)選擇函數(shù)的路由算法,并且設(shè)計(jì)了中斷處理過(guò)程應(yīng)對(duì)通信中斷。本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面:(1)介紹了WBASN的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),包括傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和能耗計(jì)算;總結(jié)了WBASN相關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)、信道模型和路由模型,這是本文設(shè)計(jì)路由方案和建立仿真模型的基礎(chǔ);介紹了幾種WBASN路由算法,包括CLDO、EERP和JRP算法,總結(jié)了這三種算法的核心思想,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn),它們使用中繼方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,設(shè)計(jì)了各不相同的中繼選擇方式,但是沒(méi)有設(shè)計(jì)有效的措施應(yīng)對(duì)通信中斷問(wèn)題。(2)分析了在WBASN中獨(dú)特的節(jié)點(diǎn)通信中斷問(wèn)題,介紹了路由算法相關(guān)基礎(chǔ),提出了RSIP算法,算法的目標(biāo)是延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命、確�？煽康臄�(shù)據(jù)傳輸并有效處理中斷問(wèn)題。RSIP算法建立了一個(gè)中繼選擇函數(shù),選擇剩余能量較高,具有更好通信質(zhì)量的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)以平均每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗,并盡可能地減輕連接中斷問(wèn)題。RSIP算法通過(guò)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),延遲后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),超時(shí)則執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮手段以及尋找更可靠的中繼節(jié)點(diǎn)來(lái)解決連接中斷問(wèn)題。(3)建立仿真模型,驗(yàn)證RSIP算法的可行性,評(píng)估其性能。本文使用MATLAB仿真軟件對(duì)RSIP算法進(jìn)行仿真,并通過(guò)與CLDO、EERP和JRP算法進(jìn)行對(duì)比,對(duì)RSIP算法的性能進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。仿真結(jié)果表明:RSIP算法在網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)壽命和網(wǎng)絡(luò)總吞吐率方面都優(yōu)于CLDO、EERP和JRP算法。就網(wǎng)絡(luò)生命周期而言,與CLDO、EERP和JRP算法相比,RSIP算法可以將網(wǎng)絡(luò)壽命延長(zhǎng)大約12.4%,20.8%和35.5%。RSIP算法有效減少了節(jié)點(diǎn)通信中斷帶來(lái)的損害。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【圖文】：