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信息网格中移动传感器网络分层协议栈研究 1李燕2王乐宁J ,’¨’J·J 1西北师范大学数信学院,兰州7300002南京电子技术研究所,南京210013 Email:1liyan@gszy.edu.cn2forwln@163.tom 摘要:本文讨论信息网格背景下的移动传感器网络应用层次化协议栈设计问题,研究了针对系统 灵活性和适应能力的分层协议栈设计策略,并结合软件无线电方法作了应用映射与实现分析。跨 层设计使用系统综合的方法来适应移动传感器网络的动态特性,提高了网络的总体数据应用效能。 关键词:信息网格(IG);移动传感器网络;分层协议栈;软件无线电(SDR) 时,网络的性能往往无法得到有效保障。因此, 一、引言 为了满足移动传感器网络的特殊要求,需要一 信息网格是利用网格技术实现信息共享、 种能够在协议栈的多个层支持动态适应和优化 管理和服务的新一代信息系统,主要解决广域 性能的跨层协议体系结构,并根据所支持的网 分布、异构信息源的互连互通和互操作问题, 络应用特征来设计系统。 以满足企业、政府和军队等部门对信息共享的 需求【l】。在信息网格中,传感器等各种数据应 用体系结构的核心是分层通信系统,因此,层 次化的设计理念将有助于展开广泛的平行式设 计,并允许在用户之间进一步拓展网格信息的 互操作能力。 图1 分级分簇移动传感器网络结构 移动传感器网络是信息网格中的一种典型 集成应用系统,具有无中心节点、移动、动态 分层协议栈的顶层支撑框架 拓扑、分布式控制等特性,是无线自组织网络 作为加强和扩展海、陆、空、天一体化信 (Adhoc)的一种应用形式。图l为一个分级分簇 移动传感器网络的结构示意图。这种将传感器 息感知能力的重要环节,在移动传感器网络条 单元组成多个簇系的分级控制结构,把节点移 件下研究对分布异构、动态自治信息资源的透 动和链路质量变化带来的影响限制在系统的最 明访问,是一个极富挑战性的问题。设计和应 底层,因此可获得相对较好的可扩展性。 用移动传感器网络面临的主要困难在于无线信 尽管如此,由于此类网络是为特定目的和 道带宽较窄和移动节点能量受限,因此需要采 临时应用而构建的,在不同的应用环境中,节 用新的设计方法和协议以高效地使用有限的资 点的数量、功率和移动速度以及链路的带宽等 源挣J。无线链路质量的动态变化要求协议能适 因素各不相同,因此移动传感器网络的体系结 应不同的信道条件,充分利用动态变化的信道 构应根据具体的使用环境和应用要求进行设计 条件来提高各种应用的服务质量,并且对应于 口J。采用严格分层的体系结构使得协议的设计 不同应用对网络设计的不同要求。 缺乏足够的适应性,不符合动态变化的网络特 1.移动传感器网络的协议栈支撑 点,特别是当以节能或QoS保证作为约束条件 考虑到应用特性和各种资源的限制,为了 ‘--——412··——— 获得较高的系统性能和能量效率,需要设计和 移动传感器网络的灵活性与网络的数据服 配置与应用相关的协议体系结构。因此,根据 务性能之间存在矛盾,因此,必须对提供的关 信息网格的技术内涵,对照ISO/OSI和互联网键应用进行足够准确的预测。跨层设计的目标 模型中与网络约束和应用需求无关的静态接
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