低占空比无线传感器网络节点调度算法研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxi0504
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无线传感器网络是近几年兴起的一种全新的技术,它的出现建立在包括传感器、无线通信以及微机电通信等多种技术的逐渐成熟基础上。现有的传感器节点基本上都是采用电池供电,基于最大限度提高网络的能量利用率,从而达到降低能量损耗率的目的,科研工作者通过采用能耗较低的低占空比工作模式来实现低速数据流量前提下的数据传导,由此产生了一种全新的传感器网络。能量效率可以在降低节点占空比的前提下得到一定程度的提高,但是,其弊端也是非常显著的,即降低节点占空比会使得睡眠延迟以及时间监测延迟的时间延长。在传感器的实际应用中节点在数据流量不高的情况下,考虑网络寿命需要尽量维持低占空比的工作模式,考虑降低数据延迟又需要节点保持较高的占空比,所以,如何平衡数据延迟与能量效率之间的关系逐渐成为一个研究热点。本文研究了近几年提出的多种低占空比模式下的节点调度算法,以无需位置信息的能量均衡消耗的节点调度算法为基础提出改进算法,主要从保证链路质量的前提下改进苏醒时隙分配策略,并进行动态节点休眠控制。主要工作如下:(1)对低占空比网络及其节点调度算法相关理论和算法进行了深入研究,重点学习研究了无位置信息的节点休眠调度算法,及节点能量均衡消耗策略,针对研究中发现的不足进行改进。(2)提出一种基于自适应睡眠机制的无线传感器网络权重算法。通过引入权重,让传输的延迟和数据重要性测量的权重之间取得平衡,综合考虑邻居节点产生的冗余覆盖,在保证网络覆盖率的前提下,既减少延迟,又优先发送重要数据。(3)提出一种均衡网络负载的节点休眠调度算法,以能量感知以及邻居节点数为基础的算法基本理论。以节点剩余能量和节点冗余率为依据,满足一定延迟要求的情况下动态增加苏醒时隙,在实现降低休眠延迟目的的同时最大限度降低了能量的消耗,有效提升了网络整体性能。
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