存在障礙物的大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播性能研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network,WSN）技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究逐漸成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的焦點。人們對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求也不斷增多，包括民用、軍用、商用等等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有一些固有的特性，例如大規(guī)模性、節(jié)點的電量和傳輸范圍的有限性等等，這些特性對整個傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及傳感器節(jié)點的部署提出了很高的要求。如果能更好的理解網(wǎng)絡(luò)的容量，即整個網(wǎng)絡(luò)在長時間下所能達到的傳輸能力，以

2、及網(wǎng)絡(luò)容量和整個網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、節(jié)點分布之間的關(guān)系，將會對優(yōu)化傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和傳感器節(jié)點部署提供很大的幫助。
　　目前已經(jīng)有大量的工作研究平坦網(wǎng)絡(luò)中各種模型下的網(wǎng)絡(luò)容量，并且已經(jīng)取得了相當多的成果。然而，實際情況下，在布置傳感器節(jié)點的區(qū)域中很可能會存在著一些障礙物，例如山地、樹林和建筑物內(nèi)的障礙等。障礙物是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能影響最大的幾個因素之一。首先，障礙物限制了傳感器節(jié)點的部署范圍，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)會相應(yīng)地發(fā)生變化；其次，障礙物會削

3、弱無線信號，阻隔傳感器節(jié)點之間的通信。在含有障礙物的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，有兩個值得關(guān)注的問題:首先是障礙物的存在以及障礙物的大小、形狀等因素對網(wǎng)絡(luò)的容量有何影響；其次就是在存在障礙物的前提下，如何設(shè)計有效的路由機制來繞過障礙物區(qū)域，使得整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐容量達到最大。本文將針對這兩個問題分別進行討論。
　　無線多播傳輸綜合了單播和廣播的特點，是一種常用的通信方式，其相對于多次的單播是一種更加有效的一對多的信息傳輸技術(shù)，在多媒體、軍事通信

4、等業(yè)務(wù)中有著非常重要的應(yīng)用。現(xiàn)階段已經(jīng)有大量的工作研究了不同的網(wǎng)絡(luò)模型下的無線多播容量以及在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上如何提高多播容量，本文中我們對這些工作進行了詳細的總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，我們研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在障礙物環(huán)境下的多播容量。通過對網(wǎng)絡(luò)劃分網(wǎng)格，通過被覆蓋的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量以及位置來對障礙物進行建模。我們分別討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在存在障礙物時能夠達到的多播容量的上界和下界。同時，本文通過引入虛擬目的節(jié)點有效地連接了被障礙物隔開的多播組成員?；谔摂M