认知无线传感网在方格拓扑中的混合路由方法

摘要

认知无线传感网具有频谱感知、数据分析、参数调节等功能，能够有效地提高频谱资源利用率和网络可靠性，具有巨大的应用潜力和价值。在认知无线传感网中，方格拓扑结构具有理想的网络运行效率。但密集的节点部署容易带来通信冲突、能耗效率等问题，尤其是其中的数据采集通信体现为集中汇聚模式，导致Sink节点附近产生严重的传输瓶颈节点问题。目前的研究多侧重于传输效率或负载均衡性，针对认知无线传感网的能耗问题展开优化较少。
　　针对上述方格拓扑传感网的能耗优化利用问题，本文从能耗优化的角度出发，首先对网络的能耗模型进行描述，将总能耗分解为待机能耗和传输能耗两部分；其次介绍方格拓扑中的相关的路由策略（负载均衡路由、时延最小化路由）；接着分析比较两种路由策略的能耗特性，通过OMNeT++仿真实验得出：时延最小化路由有助于降低待机能耗，负载均衡路由有助于降低传输能耗，但两种路由均无法单独实现总能耗的最小化。因此提出混合路由策略，在拓扑中的不同位置采用以上两种不同的路由策略，同时采用基于多信道双模式TDMA的认知媒体接入方法解决时域和空域上的通信冲突问题。通过OMNet++仿真实验证明，混合路由策略兼具负载均衡和时延最小化特性，能实现较小的总能耗。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容和章节安排

1.4 本章小结

第2章 认知无线传感网络

2.1 无线传感器网络概述

2.2 认知无线电技术概述

2.3 认知无线传感网

2.4 本文研究的切入点

2.5 本章小结

第3章 方格拓扑CRSN中典型路由方法及能耗特性

3.1 方格拓扑CRSN能耗模型

3.2 方格拓扑CRSN中的媒体接入方式

3.3 方格拓扑CRSN中典型的路由方法

3.4 OMNeT++仿真实验与结果分析

3.5 本章小结

第4章 混合路由策略

4.1 混合路由策略

4.2 混合路由策略的媒体接入方法

4.3 三种路由策略的基于OMNeT++的仿真实验结果与性能分析

4.4 本章小结

第5章 总结和展望

5.1 本文总结

5.2 未来展望

致谢

参考文献

附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目