無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議及節(jié)能機(jī)制研究

【摘要】：近年來(lái)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳感器設(shè)備變的更小、更智能化，這使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到廣泛應(yīng)用及關(guān)注。然而，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些特點(diǎn)，如大規(guī)模、資源受限等，使得設(shè)計(jì)一個(gè)高效的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議十分具有挑戰(zhàn)性。 一方面，本文主要研究了基于蜂群行為的大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。首先，本文介紹了蜂群覓食的行為及其特點(diǎn)。然后，基于蜂群的覓食行為的特點(diǎn)重點(diǎn)介紹了BeeSensor協(xié)議的工作原理以及該協(xié)議的一些局限性。接著，本文在BeeSensor協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了一種適用于大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，即Bee-Sensor-C協(xié)議。該協(xié)議通過(guò)引入了動(dòng)態(tài)分簇、改進(jìn)的多路徑構(gòu)造和智能路由維護(hù)機(jī)制，消除了BeeSensor協(xié)議不支持事件源附近數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)染窒扌?，減少了網(wǎng)絡(luò)控制開(kāi)銷，提高了網(wǎng)絡(luò)能量有效性。最后，本文基于數(shù)學(xué)分析改進(jìn)了Bee-Sensor-C協(xié)議，并且通過(guò)仿真驗(yàn)證了該協(xié)議的能量有效性及可擴(kuò)展性。 另一方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的廣泛規(guī)模化應(yīng)用，低頻段的IEEE802.11ahWLAN成為新的研究焦點(diǎn)。本文針對(duì)IEEE802.11ah的應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合基本的802.11電源管理策略，提出了一個(gè)有效的節(jié)能機(jī)制，即GMDTIM。該協(xié)議可以支持多業(yè)務(wù)站點(diǎn)，采用分組調(diào)度及多個(gè)DTIM周期的方法，減少了站點(diǎn)不必要的信標(biāo)偵聽(tīng)時(shí)間，并且緩解了系統(tǒng)因大量碰撞帶來(lái)的能量浪費(fèi)問(wèn)題。 【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) BeeSensor IEEE802.11ah 節(jié)能機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN915.04;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 研究背景和意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)8-9
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及本文結(jié)構(gòu)9-11
• 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11-23
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的起源及發(fā)展12-13
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域13-15
• 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)15-16
• 2.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議16-20
• 2.4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)要求16
• 2.4.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳統(tǒng)的路由協(xié)議16-18
• 2.4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于群智能算法的路由協(xié)議18-20
• 2.5 IEEE 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的支持20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-23
• 第三章 Bee-Sensor-C 協(xié)議23-43
• 3.1 蜂群覓食行為及其特點(diǎn)23-24
• 3.2 BeeSensor 協(xié)議24-25
• 3.3 Bee-Sensor-C 協(xié)議25-31
• 3.4 數(shù)學(xué)分析31-33
• 3.4.1 系統(tǒng)模型31
• 3.4.2 Bee-Sensor-C 的路由開(kāi)銷及能量損耗分析31-33
• 3.5 基于數(shù)學(xué)分析對(duì) Bee-Senor-C 協(xié)議改進(jìn)33-35
• 3.6 仿真性能分析35-41
• 3.6.1 仿真場(chǎng)景設(shè)置35
• 3.6.2 仿真結(jié)果及分析35-41
• 3.7 本章小結(jié)41-43
• 第四章 IEEE 802.11ah 中基于 TIM 的節(jié)能機(jī)制的研究43-51
• 4.1 IEEE 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)及挑戰(zhàn)43-44
• 4.2 IEEE 802.11 基本電源管理策略44-45
• 4.3 GMDTIM 機(jī)制45-48
• 4.4 本章小結(jié)48-51
• 第五章 工作總結(jié)與展望51-53
• 致謝53-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 在讀期間的研究成果61-62

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