基于功率控制的WSN跨層優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是對信息進(jìn)行采集、處理并傳輸?shù)男畔⒈O(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的WSN由于其對信息傳輸及計(jì)算處理能力已無法滿足越來越高的應(yīng)用要求，常常導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)信息冗余、網(wǎng)絡(luò)能量消耗過快等問題。因此需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能優(yōu)化，以此加快網(wǎng)絡(luò)處理信息的速度，提高網(wǎng)絡(luò)有效吞吐量。而跨層優(yōu)化技術(shù)正是利用整合協(xié)議棧，將協(xié)議棧相對獨(dú)立的層看成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息共享，加快信息處理速度、避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，延長網(wǎng)絡(luò)

2、生命周期等，是提高WSN性能的核心技術(shù)之一。
　　由于WSN中MAC（Media Access Control）層與網(wǎng)絡(luò)層主要完成沖突檢測、信道資源分配、選擇路徑以及信息傳輸?shù)裙δ?，能量消耗較大，因此本文從MAC層和網(wǎng)絡(luò)層入手，著重研究適合這兩層的跨層優(yōu)化技術(shù)，設(shè)計(jì)一種基于功率控制的跨層優(yōu)化算法（Power Channel Stable Clustering，PCSC），達(dá)到避免網(wǎng)絡(luò)擁塞、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量的目的。主要成果如下：

3、　　首先，由于傳統(tǒng)的WSN分層結(jié)構(gòu)中MAC層和網(wǎng)絡(luò)層相對獨(dú)立，不能實(shí)現(xiàn)資源共享，易造成吞吐量低、計(jì)算冗余消耗過多能量等問題。本文設(shè)計(jì)一種采用管道連接MAC層與網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議棧模型，建立一個(gè)直接信息通道，保證信息快速準(zhǔn)確并節(jié)省能量，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)結(jié)合MAC層功率機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)層路由算法的PCSC算法。在網(wǎng)絡(luò)連通以及傳輸時(shí)，可以選擇最合適的節(jié)點(diǎn)功率以提高網(wǎng)絡(luò)性能。
　　其次，針對信道利用率低造成信息沖突或延遲等問題，對時(shí)間要求高的網(wǎng)絡(luò)一般