無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于隨機(jī)睡眼調(diào)度的廣播路由協(xié)議.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域一個(gè)極為重要的課題,在軍事國(guó)防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)療以及商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。傳感器節(jié)點(diǎn)的能量有限,極大的影響了網(wǎng)絡(luò)的生命周期和服務(wù)質(zhì)量,因此節(jié)能問(wèn)題成為當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。睡眠調(diào)度技術(shù)是一種非常有效的節(jié)能方法,它讓節(jié)點(diǎn)周期性的在喚醒和睡眠狀態(tài)之間交替輪轉(zhuǎn)以節(jié)省能量,延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)工作壽命。然而,對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基本的數(shù)據(jù)操作方式-廣播而言,睡眠調(diào)度技術(shù)的引入帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),許

2、多傳統(tǒng)的廣播算法將性能退化,甚至不再適用。廣播為網(wǎng)絡(luò)其它功能提供服務(wù),被應(yīng)用于消息擴(kuò)散、路由建立、數(shù)據(jù)查詢和服務(wù)發(fā)現(xiàn)等?，F(xiàn)存的傳統(tǒng)廣播算法大多數(shù)假設(shè)節(jié)點(diǎn)一直處于激活狀態(tài)即喚醒工作狀態(tài),而在睡眠調(diào)度機(jī)制下,節(jié)點(diǎn)周期性睡眠,數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延增加,甚至傳輸不成功,這使得廣播問(wèn)題變得更加復(fù)雜。如何在帶有睡眠調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中設(shè)計(jì)有效的廣播算法,成為了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中廣播問(wèn)題研究的新難點(diǎn)。
　　 本文針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于睡眠調(diào)度方案的廣播問(wèn)

3、題進(jìn)行了深入的研究。結(jié)合現(xiàn)有工作的不足之處,主要工作內(nèi)容如下:
　　 (1)提出了一種基于隨機(jī)睡眠調(diào)度方式的廣播算法RSSB。RSSB通過(guò)信標(biāo)交換和調(diào)整睡眠的機(jī)制解決了節(jié)點(diǎn)異步工作中的早睡,晚醒和孤立節(jié)點(diǎn)等問(wèn)題,最終使得相鄰節(jié)點(diǎn)之間接近于準(zhǔn)同步調(diào)度,極大的減少了鄰居節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)消息時(shí)的等待時(shí)間和轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。在RSSB的基礎(chǔ)上,利用廣播報(bào)文記錄廣播路徑上節(jié)點(diǎn)信息的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了從節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的低時(shí)延反向數(shù)據(jù)匯聚路由。
　　

4、(2)根據(jù)本文隨機(jī)睡眠調(diào)度環(huán)境需求,對(duì)ONE仿真平臺(tái)進(jìn)行了擴(kuò)展,增加了廣播報(bào)文事件產(chǎn)生器,隨機(jī)睡眠調(diào)度生成器及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)類的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn),完成了ONE仿真平臺(tái)中隨機(jī)睡眠調(diào)度環(huán)境的搭建,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了RSSB等協(xié)議,用于性能比較。
　　 本文提出的RSSB廣播算法既沒(méi)有假設(shè)時(shí)間同步或節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度感知,也不需要維護(hù)依靠鄰居交換協(xié)議獲取的鄰居節(jié)點(diǎn)的睡眠調(diào)度。而且,RSSB在解決無(wú)線環(huán)境下的多跳廣播問(wèn)題時(shí),為其余節(jié)點(diǎn)找到了一條無(wú)