移动多Sink传感器网络无位置依赖的数据获取方法研究

摘要

随着无线网络的发展,越来越多的应用需要传感器网络能够支持多个移动的Sink随时随地的数据获取。然而当前的工作主要集中在单个静止Sink情况下的数据获取,对存在多个随机移动的Sink的研究较少,已有的工作或者依赖节点精确位置信息,或者无法提供高效的数据查询成功率。
　　 本文研究存在多个移动Sink情况下的传感器网络数据获取问题,基于二维正方形区域中任意两对正交的直线在该区域内相交的概率大于98％这一简单几何性质,提出了一个在能耗较小的情况下提供较高查询成功率的数据获取方法-Double_Crosses,该方法在网络初始阶段,首先利用邻居间的距离信息为每个节点建立局部坐标系；此后,事件点与查询点基于该局部坐标系分别完成数据信息缓冲路径与查询路径的建立,分别构建以事件点和查询点为起点的两个正交路径。同时,为了向位置不确定的Sink递交满足条件的数据,本文提出通过将数据包转发给“最晚见过”Sink的邻居节点来完成数据的快速交付,减少了不必要的转发,并且缩短了递交时间。
　　 通过理论与大量的仿真实验对Double Crosses进行性能评价,结果表明:随着网络密度、传输半径或者转发过程中可允许的偏差角度的增加,查询成功率显著提高并且很快接近100％；能耗和路径长度都会有所增加但会逐渐趋于平稳。同时本文还将Double_Crosses与已有的工作进行了理论与仿真实验的性能比较,结果显示,Double_Crosses能在查询成功率和查询能耗之间进行较好的平衡,并且随着网络规模的增加,总体性能优于已有工作。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 论文的工作

1.3 论文的结构

第二章 MMS型传感器网络及数据获取算法的研究现状

2.1 MMS型传感器网络的系统结构

2.2 MMS型传感器网络数据获取问题

2.3 MMS型传感器网络数据获取算法的研究现状

2.3.1 基于Flooding查询的数据获取算法

2.3.2 基于hash函数的数据获取算法

2.3.3 基于网络划分的数据获取算法

2.3.4 基于副本存储的数据获取算法

2.4 小结

第三章 无位置依赖的数据获取算法

3.1 无位置依赖的数据获取算法

3.1.1 网络模型与基本思想

3.1.2 局部坐标系建立

3.1.3 数据信息缓冲路径建立

3.1.4 查询路径建立

3.2 交付数据给移动的Sink

3.2.1 算法基本思想

3.2.2 算法内容

3.2.3 算法性能分析

3.3 区域边界问题

3.4 在理论上对Double Crosses性能分析

3.5 小结

第四章 Double Crosses的性能评价

4.1 仿真工具与性能参数的选择

4.1.1 仿真工具介绍

4.1.2 性能参数选择

4.2 网络密度不同情况下仿真结果

4.2.1 查询成功率

4.2.2 能量消耗

4.2.3 路径长度

4.3 传输半径不同的情况下仿真结果

4.3.1 查询成功率

4.3.2 能量消耗

4.3.3 路径长度

4.4 可允许的偏差角度不同的情况下仿真结果

4.4.1 查询成功率

4.4.2 能量消耗

4.4.3 路径长度

4.5 小结

第五章 Double Crosses与现有工作的性能比较

5.1 Rumor Routing数据获取算法介绍

5.2 性能参数的选择与理论分析

5.2.1 性能参数选择

5.2.2 在理论上对两种算法进行性能比较

5.3 场景描述与仿真结果分析

5.3.3 场景描述

5.3.4 仿真结果分析

5.4 小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢