基于区分服务的无线多媒体传感器网络保证QoS的路由协议.pdf

广东工业大学
硕士学位论文
基于区分服务的无线多媒体传感器网络保证QoS的路由协议
姓名:衷柳生
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:程良伦
20100501
摘要为了满足日益复杂的环境监测的要求,迫切需要将信息量丰富的图像、音频和视频等媒体引入到无线传感器网络之中,因而形成了无线多媒体传感器网络N线多媒体传感器网络是基于具体环境的网络,不同应用中数据、语音、视频信息对带宽、时延等传输质量参数的要求各不相同,因此,需要为不同应用中各类数据包提供相应级’别的服务质量Vぁ路由协议是网络节点相互通信的基础,无线多媒体传感器网络路由协议负责寻找一条或多条传输路径,将数据分组从数据源节点通过网络多跳转发至目标节点。针对无线多媒体传感器网络不同业务设计合理的路由协议对满足多枨螅档图捌胶馔缰节点的能耗,延长网络的存活时间具有重要意义。基于区分服务的保证穆酚尚槭悄壳把芯咳嗽北冉瞎刈⒌奈尴叨嗝教宕ǜ器网络路由协议。本文首先研究了无线多媒体传感器网络喙匚侍饧捌涔谕庋芯现状及发展趋势,然后以无线多媒体传感器网络为研究对象,对基于区分服务的保证穆酚尚榻辛搜芯浚直鹛岢隽瞬┺,将无线多媒体传感器网络的路由问题描述为一个减少节点能量消耗而获得最大网络效益的博弈问题,节点的理性偏好为路径可靠度、节点能耗、区分服务、网络生存时间,算法证明了纳什均衡的存在性,并采用非均匀分簇方法,延长了网络的生存时间。.算法在兴趣泛洪后分别建立实时业务和尽力而为业务两种梯度,每个参与转发数据的节点在转发之前进行数据融合与压缩,采用优先级调度策略将数据分组转发至节点,并采用基于节点通信量的能量维护更新策略,由节点维护一个计数器,当节点收到的数据包达到一定数量的时候由节点发起能量更新消息的洪泛。仿真结果表明,与现有的无线多媒体传感器网络路由协议相比,本文提出的酚尚楹虳瓺酚尚槟苡行У奶峁┣址竦谋V的路由路径选择,保证了郠需求的路由保障,平衡了慕诘隳芎模映ち网络的存活时间。
关键词:无线多媒体传感器网络;路由协议:区分服务;翰┺穆郏皇萑诤广东荡笱学硕一学位论文.
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第一章绪论课题的研究背景及意义无线多媒体传感器网络,俏尴叽感器网络瑆奶厥庑问健】,它由一组具有计算、存储和通信能力的多媒体传感器节点组成,借助于网络中的节点感知周边环境的多种媒体羝怠⑹悠怠⑼枷窈褪档信息,通过多跳的绞浇荽涞交憔劢诘汇聚节点再对检测数据进行分析,从而实现全面有效的环境监测。多媒体传感器节点一般装备有摄像头、微型麦克风或其它简单环境数据采集功能的传感器,这些节点自组织协作地完成大规模的监测任务。网络中通常有少量的节点负责发布命令和收集数据,实现与耐ㄐ。与其他传统网络相比,具有资源受限、动态性强、结构自组织、网络大规模、以数据为中心和与应用密切相关等显著特点。而魑猈囊恢指呒缎翁除了具有其共性外,还具有以下改进:兄C教宸岣弧中可同时存在音频、视频、图像、数值和文本等信息在内的多种数据类型。缒芰υ銮俊=诘愕拇碛性吹腗盗械岣咧潦踔潦兆,存储能力也由量级增至量级【。但同时多媒体节点的引入也给传感器网络带来了新的挑战:试囱现厥芟蓿翰捎玫绯毓┑绲拇ǜ衅鹘诘阌捎谟布拗疲芰俊⑼ㄐ糯怼处理能力和数据传输能力都是有限的。目前流行的大学研制的诘悴用微控制器,工作频率为,包括,最大数据传输速率为,若采用无线通信协议带宽可达而视频传输的需要的带宽为庑┳试炊杂诹鞒┑氖悠荡砗痛是不够的。缫旃梗憾嘀置教謇嘈徒诘阕槌傻腤是异构的,低端节点和高端节点在网络种承担不同的角色,需要配备不同的软硬件。例如,在混合通信模型中,高端、
本文研究的基于区分服务的无线多媒体传感器网络保证酚尚槎訵节点使用椋胀ń诘闶褂肸尴咝椋阅芨叩慕诘闶褂酶斓拇速率,提升整个网络的通信能力。哂忻教逍畔⒌囊旃埂⒔诘愦砟芰σ旃埂节点能量异构、链路异构和网络协议异构,如何使这些异构的传感器节点有效地协同工作,不同无线通信协议共存,利用不同能力的节点整体提高网络的效率这些问题,都是值得迸一步研究的。扑愀丛有裕篧的感知媒体丰富,视频、音频、标量等多种类型数据并存,数据量大,格式复杂,有时还要对一些有用信息存储、检索,所需的计算量很大。梢允褂枚嗝教逍畔⒋砑际压缩、融合等哉庑┖A扛丛拥拿教迨萁处理,减少传输的通信量。敏感:舾惺俏尴叨嗝教宕ǜ衅魍缜鹩诖车奈尴叽ǜ衅魍的一个重要特征,后者往往以牺牲服务质量为代价要求低功耗,而前者需要将U机制融入网络协议栈的设计当中,针对具体应用为多媒体流的传输提供实时性、可靠性、带宽、分组丢失等服务质量保。无线多媒体传感器网络至今还没有取得广泛的商