能量有效且延遲敏感的無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)調(diào)度研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它能夠?qū)Ω信d趣的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理并傳輸給需要的用戶，在軍事、工業(yè)、環(huán)境、反恐等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)具有自組織、易損壞、能量低、不易更換等特點(diǎn)，因此節(jié)能一直是人們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題和重要目標(biāo)。
　　 讓節(jié)點(diǎn)使用工作周期的方式來(lái)節(jié)省能量是人們普遍使用的一種大量節(jié)能的方法，它讓暫時(shí)不用接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)關(guān)閉天線，處于休眠的狀態(tài)，但這種方法

2、會(huì)產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)延遲，而多數(shù)收集的數(shù)據(jù)需要及時(shí)的傳到用戶端，因此在節(jié)省能量的同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)按照不同應(yīng)用的延遲進(jìn)行約束，是人們一直研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
　　 針對(duì)以上問(wèn)題，在大量的分析對(duì)比各種節(jié)點(diǎn)調(diào)度方法基礎(chǔ)上，提出兩種能量有效、延遲敏感的節(jié)點(diǎn)調(diào)度方案來(lái)選擇節(jié)點(diǎn)的下一跳:能量均衡延遲敏感的節(jié)點(diǎn)調(diào)度方案(Energy-Balance and Delay-Sensitive，EBDS)和延遲最小化的節(jié)點(diǎn)調(diào)度方案(Minimum Del

3、ay Scheme，MDS)。
　　 EBDS考慮節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布，且不需要知道地理信息的場(chǎng)景，研究增大網(wǎng)絡(luò)生命周期的問(wèn)題。在使用工作周期的網(wǎng)絡(luò)中，使用最短路徑不一定能夠獲得最小的網(wǎng)絡(luò)延遲，EBDS在選擇下一跳的時(shí)候，把工作周期的節(jié)能的優(yōu)勢(shì)和最短路徑中的最小延遲的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，在定義的時(shí)間閥值內(nèi)，選擇最短路徑上的節(jié)點(diǎn)作為下一跳;反之，則選擇第一個(gè)醒來(lái)的節(jié)點(diǎn)作為下一跳，這樣能夠把網(wǎng)絡(luò)延遲控制在一定的范圍內(nèi)的同時(shí)達(dá)到了增大網(wǎng)絡(luò)的生命周期的

4、目的。理論分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，EBDS能夠把延遲控制在可接受范圍內(nèi)的同時(shí)有效的增大網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
　　 MDS考慮的是節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布，不需要知道節(jié)點(diǎn)的地理信息的情況，解決在能耗限定的條件下最小化延遲的問(wèn)題。在選擇下一跳的時(shí)候，要選擇節(jié)點(diǎn)剩余能量在限定范圍內(nèi)且延遲最小的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)能量以及延遲的分析計(jì)算，得出節(jié)點(diǎn)的消耗代價(jià)的表達(dá)式，從而計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的能量判定閥值。MDS能夠較好的把網(wǎng)絡(luò)的生命周期控制在可接受范圍內(nèi)的同時(shí)有效的最小化網(wǎng)