《无线传感器网络节能技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线传感器网络节能技术研究（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Y l t 8 6 4 学科n 娄三堂分类号 单位代码：! 丝! ! 密毂： 专J 杰榔孪生碧 硕士学位论文 论文题目：无线传感器网络节能技术研究 学生姓名 学号 指导 学科 教师 专业 岳炜 王锁萍教授博导 信息网络 研究方向网络通信与流媒体技术 论文提交日期 二0 0 八年三月 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 无线传感器网络的应用已经越来越广泛，但对其在多径衰落的通信环境下的研究并不 多。M I M O 技术可以有效利用多径来抑制衰落，而无线传感器网络由于节点的高密度性， 每个节点周围有许多的邻居节点，可以利用这些节点组成虚拟天线阵列，通过多点间的协 作来实现M I M O 技
2、术，从而实现在多径衰落的通信环境下以较小的能耗进行可靠通信，这 就是协作式M I M O 技术。 论文通过将无线传感器网络与协作式M I M O 技术相结合，先是对协作式M I M O 传输 策略的单跳模型的能耗进行了分析，发现在多径衰落的通信环境下采用协作式M I M O 技术 能够有效降低能耗。无线传感器网络中的多跳路由策略也能够有效降低能耗，因此将协作 式M I M O 技术应用到多跳路由策略中，设计了根据信道情况最小化簇内通信能量与簇间通 信能量的自适应协作节点选取策略，设计了以簇为单位的路由策略，并在此基础上建立了 多跳协作式M I S O 能耗模型及传统多跳L E A C H 协议
3、能耗模型，并对能耗模型进行了仿真。 通过实验发现，在存在多径衰落的应用场景下，多跳协作式M I S O 传输策略能够有效的均 衡节点能量，增加接收到的有效数据包，延长网络生存时间。 关键字：无线传感器网络，协作式M I M O ，多跳路由，多入单出，节能 南京邮电大学硕上研究生学位论文 A b s t r a c t A b s t r a c t A p p l i c a t i o n so fW i r e l e s s S e n s o rN e t w o r kh a v eb e c o m ei n c r e a s i n g l yw i d e s p r e a
4、 d ，b u t r e s e a r c ho fW i r e l e s sS e n s o rN e t w o r ki nt h em u l t i - p a t hf a d i n gc o m m u n i c a t i o ne n v i r o n m e n ti s l i m i t e d M I M Ot e c h n o l o g yc a l le f f i c i e n t l yu t i l i z em u l t i p a t ht oi n h i b i tf a d i n g ，a n db e c a u s e
5、o f h i g hd e n s i t yo fs e n s o rn o d e si nW i r e l e s sS e n s o rN e t w o r k t h e r ea r eal o to fn e i g h b o rn o d e sw h i c h C a l lo r g a n i z ev i r t u a la n t e n n aa r r a yt oa c h i e v eM I M Ot e c h n o l o g yt h r o u g hc o o p e r a t i o no fn o d e s T h i s
6、i sc a l l e d C o o p e r a t i v eM I M Ot e c h n o l o g yw h i c hc a nr e d u c et r a n s m i s s i o ne n e r g yi n m u l t i - p a t hf a d i n gc o m m u n i c a t i o ne n v i r o n m e n te f f i c i e n t l y T h et h e s i sc o m b i n e st h eW i r e l e s sS e n s o rN e t w o r ka
7、n dc o o p e r a t i v eM I M Ot e c h n o l o g y A s i n g l eh o pm o d e lo fc o o p e r a t i v eM I M Ot r a n s m i s s i o ns t r a t e g yi se s t a b l i s h e df i r s ta n de n e r g y c o n s u m p t i o ni sa n a l y z e d ，i t Sf o u n dt h a tc o o p e r a t i v eM I M Ot e c h n o l
8、 o g yc a nb ed e c r e a s e de n e r g y c o n s u m p t i o ne f f i c i e n t l yi nm u l t i p a t hf a d i n ge n v i r o n m e n t M u l t i - h o pr o u t es t r a t e g ya l s oc a n r e d u c ee n e r g yc o n s u m p t i o ni nW i r e l e s sS e n s o rN e t w o r k ，t h e r e f o r ew ea
9、 p p l yc o o p e r a t i v eM I M O t e c h n o l o g yt om u l t i h o pr o u t es t r a t e g y i nW i r e l e s sS e n s o rN e t w o r k S t r a t e g yo fm i n i m i z i n g e n e r g yc o n s u m p t i o no fi n t r ac l u s t e ra n di n t e rc l u s t e ri sp r o p o s e db a s ew h i c ham
10、 u l t i h o pr o u t e a n dc o o p e r a t i v eM I S Ot r a n s m i s s i o ns t r a t e g ya n dm o d e li s d e s i g n e d ，a n dt h ee n e r g yc o n s u m p t i o n o ft h em o d e li sa n a l y z e d I t Sf o u n dt h a tm u l t i - h o pc o o p e r a t i v eM I S Ot r a n s m i s s i o ns
11、t r a t e g yC a n b a l a n c ee n e r g yc o n s u m p t i o no fn o d e s ，i n c r e a s et h ee f f e c t i v er e c e i v e dd a t ap a c k e ta n dp r o l o n g t h ea l i v et i m eo fn e t w o r k K e y w o r d ：W i r e l e s sS e n s o rN e t w o r k ，C o o p e r a t i v eM I M O ，M u l t i
12、 h o pR o u t i n g ，M I S O ， E n e r g y - E f f i c i e n c y 南京邮电人学颂【：r 0 F 究生学位论文 缩略词表 缩略词 B P S K C D M A C S M A D P M D V S M - A N E T M A T L A B M I M O M I S O S T B C Q o S R s s S I M O S i S 0 S N R T D M A W S N 英文全称 缩略词表 B i n a r yP h a s eS h i f tK e y i n g T i m eD i v i s i o
13、nM u l t i p l eA c c e s s C a r r i e rS e n s eM u l t i p l eA c c e s s D y n a m i cP o w e rM a n a g e m e n t D y n a m i cV o l t a g eS c a l i n g M o b i l ea d h o en e t w o r k M a t r i xL a b o r a t o r y M u l t i p l eI n p u tM u l t i p l eO u t p u t M u l t i p l eI n p u tS
14、 i n g l eO u t p u t S p a c e T i m e rB l o c kC o d e Q u a l i t yo fS e r v i c e R e c e i v e ds i g n a ls t r e n g t h S i n g l eI n p u tM u l t i p l eO u t p u t S i n g l eI n p u tS i n g l eO u t p u t S i g n a lt oN o i s eR a t i o T i m eD i v i s i o nM u l t i p l eA c c e s
15、s W i r e l e s sS e n s o rN e t w o r k V 译文 二相移相键控 码分多址 载波侦听多址接入 动态能量管理 动态电压调节 移动A dh o c 网络 矩阵实验室 多入多出 多入单出 空时块码 服务质量 接收信号强度 单入多出 单入单出 信噪比 时分多址 无线传感器网络 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作
16、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：毒书 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：善诈导师签名： 弹吼止出 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 无线传感器网络介绍及其意义 通过将大量具有传感器、数据处理单元及通信模块的微小智能节点密集撒布在感知区 域，节点间以自组织方式构成的网络称为传感器网络，如果节点间的通信媒介是无线的话 则称为无线传感器网络【l 】。【4 】。无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布 式信息处理技术和无线通信网络技术，能够协作地实时监测、感知和采集各
