面向工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多信道調(diào)度算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是繼因特網(wǎng)之后，將對(duì)二十一世紀(jì)人類生活方式產(chǎn)生重大影響的IT熱點(diǎn)技術(shù)，工業(yè)是其重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種本世紀(jì)初新興的，面向設(shè)備間信息交互的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，適合在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下使用，是對(duì)現(xiàn)有無線技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方向上的功能擴(kuò)展和技術(shù)創(chuàng)新。它以其低成本、易使用、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，已成為降低工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)成本、擴(kuò)展應(yīng)用范疇的革命性技術(shù)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性等因素及現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展對(duì)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)

2、的實(shí)時(shí)性和可靠性提出更加嚴(yán)苛的要求。
　　傳輸調(diào)度是實(shí)現(xiàn)合理有效地利用無線通信資源，保障網(wǎng)絡(luò)性能和滿足工業(yè)應(yīng)用需求的關(guān)鍵技術(shù)。信道狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由的改變等不確定性因素對(duì)傳輸調(diào)度方法提出了更高的自適應(yīng)要求。種種因素限制了現(xiàn)有方法的應(yīng)用，增加了問題分析和求解的難度。為此，本文在對(duì)工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)調(diào)度問題進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從理論分析時(shí)隙數(shù)與信道數(shù)的下限值、傳輸調(diào)

3、度算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等方面對(duì)特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究，取得以下成果:
　　1.概括和分析了工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)和技術(shù)需求，系統(tǒng)歸納了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸調(diào)度問題的特點(diǎn)、分類方法、研究現(xiàn)狀，并指出了存在的問題和未來研究重點(diǎn)，著重闡述了多信道傳輸調(diào)度的特點(diǎn)。通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，論證了在特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法研究和實(shí)現(xiàn)的必要性和可行性。
　　2.針對(duì)工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

4、實(shí)時(shí)通信要求，以WIA-PA網(wǎng)絡(luò)為例，研究了網(wǎng)狀-星型混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)完成傳輸調(diào)度所需時(shí)隙數(shù)和信道數(shù)的下限值。在此基礎(chǔ)上，基于理論分析的下限值，提出了面向網(wǎng)狀-星型混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的多信道傳輸調(diào)度算法，該算法一方面具有低復(fù)雜度的特點(diǎn)，易于在嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，另一方面解決了傳統(tǒng)的傳輸調(diào)度算法在特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下效率低下、算法開銷大的問題，具有較強(qiáng)針對(duì)性。
　　3.針對(duì)網(wǎng)狀-星型混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)時(shí)性要求高等問題，