面向應急協(xié)同的移動傳感網數據傳輸關鍵技術研究.pdf

1、移動傳感網是一種傳感器節(jié)點可移動的無線傳感網。傳感器節(jié)點通?？刹渴鹪谝苿虞d體上，在移動過程中進行通信，實現(xiàn)移動組網和數據傳輸。由于不需要預設的基礎設施以及機動性強等特點，移動傳感網可廣泛應用于搶險救災、戰(zhàn)場偵察與監(jiān)視、反恐維穩(wěn)、生態(tài)與自然環(huán)境監(jiān)測等領域及突發(fā)場合，相應成為當今工業(yè)界和學術界高度關注、非常具有挑戰(zhàn)性的熱點研究領域。
　　數據傳輸主要解決移動傳感器節(jié)點間的信息交流問題，是移動傳感網研究的重要方向。由于節(jié)點的移動性，移動

2、傳感網中節(jié)點間的關系會動態(tài)變化，導致數據傳輸方式由傳統(tǒng)靜態(tài)無線傳感器網絡節(jié)點的單純轉發(fā)演變?yōu)椤按鎯?攜帶-轉發(fā)”，相應帶來數據傳輸技術的極大挑戰(zhàn)。通常，移動傳感網的數據傳輸主要基于歷史交互信息進行，存在數據傳輸延遲大、能耗高等不足，很少考慮通過利用位置信息提高數據傳輸的效率。實際上，可以利用靜態(tài)傳感器的自定位技術準確定位移動傳感器的位置，并在此基礎上通過一定策略挑選合適的轉發(fā)節(jié)點提高移動傳感網的單播和組播路由效能。因此，本文面向應急協(xié)同

3、環(huán)境，針對移動傳感網數據傳輸中的三個關鍵問題開展研究，包括設計高效的定位算法、單播路由協(xié)議和組播路由協(xié)議，主要包括以下內容：
　　（1）提出了基于成對 RSSI的移動傳感器節(jié)點定位算法 LPUR。針對現(xiàn)有節(jié)點定位算法存在的問題，本文提出了一種基于成對RSSI的移動傳感器節(jié)點定位算法（Locatingwith Pairwise Uncertainty of RSSI，LPUR），利用成對已知位置的靜態(tài)傳感器節(jié)點在一個短時隙內感知的被

4、定為移動節(jié)點的信號強度，根據所有成對節(jié)點感知信號強度大小關系的概率，構建移動節(jié)點位置的規(guī)劃問題，并通過最小二乘法求解得到移動節(jié)點的實時位置。LPUR利用移動節(jié)點接收成對靜態(tài)節(jié)點的RSSI大小關系的概率作為定位依據，降低了節(jié)點 RSSI進行絕對距離測量的誤差以及RSSI非對稱性的影響。實驗結果表明，LPUR相比同類的其他算法具有更強的靈活性和更高的定位精度。
　?。?）提出了基于預測的地理單播路由算法GeoRescue和基于能量感知

5、的傳輸控制策略。當移動傳感網節(jié)點動態(tài)變化時，現(xiàn)有基于地理位置的單播路由算法在選擇下一跳節(jié)點時可能會出現(xiàn)誤差。針對這個問題，本文通過節(jié)點的當前位置與移動方向，計算節(jié)點下一時刻可能出現(xiàn)的位置，提出了基于預測的地理單播路由算法。此外，本文分析了單純的位置預測算法可能導致的“跳數災難”問題，從節(jié)約能耗的角度出發(fā)，提出了基于能量感知的傳輸控制策略，對數據的轉發(fā)條件做了進一步限制，以此來控制節(jié)點能耗，延長網絡生命周期。實驗結果表明，本文所提算法在投

6、遞成功率、路由延時、轉發(fā)跳數和節(jié)點負載等方面優(yōu)于現(xiàn)有算法，尤其是顯著改進了網絡能耗。
　　（3）提出了一種基于地理位置預判的移動傳感網組播路由協(xié)議MPGP。移動傳感器節(jié)點之間的連接具有間歇連通性和延遲長等特性，而地理位置服務是移動傳感網中非常重要的一種服務?，F(xiàn)有的許多研究工作不能充分利用地理位置服務帶來的好處，并且沒有充分挖掘網絡節(jié)點的個體移動性和群組移動性。針對這些問題，本文利用提供的地理位置服務，并且針對組移動模型在網絡中的應