WSAN网络激励节点间协调调度策略研究

摘要

典型的无线传感网络(WSN)只能执行感知环境的操作。与环境智能交互的需求催生了无线传感与激励网络(WSAN)。WSAN由具有感知和发送功能的传感节点以及具有操作能力的激励节点组成。由于激励节点的引入，WSAN是一个异构网络，面临实时性、协调性和移动性等一系列技术问题。本文分别从单激励节点任务(SAT)和多激励节点任务(MAT)分配入手，研究在WSN中不存在的无线传感与激励网络激励节点间协调调度问题。本文主要研究内容和贡献如下：
　　第一，提出新的效用函数。新效用函数综合考虑了激励节点完成任务的时间和剩余能量，能有效避免剩余能量少的激励节点执行任务。因此，在满足时延要求的情况下，提高了激励节点能耗的平衡性。通过改变效用函数中的参数，使WSAN能很好地适应时延严格和能耗严格场景。
　　第二，将拍卖算法引入到单激励节点任务分配和重叠区域任务分配。考虑到单激励节点任务和重叠区域任务都需要分配给唯一的激励节点，激励节点以其效用函数作为竞价，拥有最小效用的激励节点为最后的胜利者。仿真结果表明，分布式拍卖算法比集中式算法有更好的性能，并且能100%将重叠区域任务分配给唯一的激励节点。
　　第三，研究了同步时钟(SC)算法同步事件关联区域的有序任务。由于存在传输时延，事件关联区域中有序任务在执行时可能会发生顺序混乱现象。为了提高执行正确率，探讨了SC算法。相对于两次确认顺序(OBDC)算法，SC算法进一步提高了任务执行正确率。仿真结果表明，SC算法能有效提高关联区域任务执行正确率。