無線鏈狀傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究.pdf

1、無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)(WCN, Wireless Chain Network)作為一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，有著其特殊的鏈狀拓撲結(jié)構(gòu)，這導致其有著自身的網(wǎng)絡(luò)特征。當傳統(tǒng)的無線傳感器通信協(xié)議、算法在這種長鏈狀網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時，有一定的局限性，研究適合無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的傳輸技術(shù)，對于近年來的智能化無線應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)具有重要的意義。無線鏈狀網(wǎng)的研究也將為長鏈樹狀拓撲結(jié)構(gòu)的監(jiān)測應(yīng)用帶來全新的發(fā)展。
　　本文根據(jù)無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，分析無線鏈狀網(wǎng)在MAC層和網(wǎng)

2、絡(luò)層的技術(shù)挑戰(zhàn)。在MAC層方面，傳統(tǒng)的CSMA/CA機制不能有效地協(xié)調(diào)長鏈多跳網(wǎng)絡(luò)的接入，同時由于鏈狀網(wǎng) Sink節(jié)點附近的“瓶頸效應(yīng)”使數(shù)據(jù)包產(chǎn)生碰撞，鏈路發(fā)生擁堵，數(shù)據(jù)傳輸效率降低；在網(wǎng)絡(luò)路由層，面臨著鏈路斷裂和數(shù)據(jù)傳輸量不均衡這兩個問題。本文根據(jù)輸電線路監(jiān)測對WSN的實時性和可靠性這兩個方面有著特別高的要求，設(shè)計了兩種傳輸協(xié)議。
　　首先設(shè)計了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的WSN傳輸協(xié)議，該協(xié)議充分利用無線信道廣播特性和節(jié)點間的協(xié)作通信

3、，根據(jù)鏈狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點構(gòu)建適合網(wǎng)絡(luò)編碼的虛擬網(wǎng)絡(luò)模型，結(jié)合機會路由和網(wǎng)絡(luò)編碼各自優(yōu)勢，采取基于網(wǎng)絡(luò)編碼的主動網(wǎng)絡(luò)保護機制，將網(wǎng)絡(luò)編碼經(jīng)典蝶形結(jié)構(gòu)應(yīng)用到輸電線路WSN長鏈拓撲結(jié)構(gòu)中。
　　其后，論文設(shè)計了一種基于虛擬MIMO的WSN傳輸協(xié)議，協(xié)議同樣利用節(jié)點間的協(xié)作功能，在鏈狀網(wǎng)上進行“跨級”傳輸，將虛擬 MIMO較好的應(yīng)用到輸電監(jiān)測系統(tǒng)中。
　　性能分析與仿真實驗表明，兩種傳輸協(xié)議均提高了數(shù)據(jù)傳輸可靠性和系統(tǒng)吞吐量，縮短了網(wǎng)絡(luò)