服务质量感知的带状无线传感器网络跨层优化.pdfVIP

2013年 第32卷 第 10期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 9 研 ～究一 j)与 探 ～讨～ 服务质量感知的带状无线传感器网络跨层优化 姜 华，何风行，吴 波，徐志广，张宏俊 (中国科学院 上海高等研究院城市公共安全中心，上海 201210) 摘 要：提出一种带状无线传感器网络的跨层协议设计和优化算法。把带状传感器网络的路 由问题建模 为优化问题，通过计算出最优节点转发概率，实现时延敏感数据的快速传输 ，时延非敏感数据传输时考虑 节点能量均衡 ，使带状传感网具有多业务服务质量保障能力。经仿真和实际系统验证，本协议能提升带状 无线传感器网络在多业务并发情况下的主要性能指标，并延长网络寿命。 关键词：服务质量；带状无线传感器网络；跨层优化 ；能量均衡 中图分类号：TP393 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2013)10-0009-04 QoS—awarecross-layeroptimizationforstrip-based wirelesssensornetworks JIANGHua，HEFeng—hang，WUBo，XUZhi—guang，ZHANGHong-jun (CenterforUrbanPublicSafety，ShanghmAdvancedResearchInstitute， ChineseAcademyofSciences，Shanghai201210，China) Abstract：A cross—layerdesignandoptimizationalgorithm forstrip—basedwirelesssensornetworksisproposed， therouting problem ofstrip—based sensornetworksismodeling into optimization problem．By calculating the optimalnodeforwardingprobability，delay—sensitivedatacanbetransmittedrapidlyanddelay—insensitivedatacan betransmittedtakingenergybalancingintoconsideration，SOthecapabilityofmultipleserviceQoSsupportis guaranteed．The resultsofsimulation and actualsystem show thatthe designed protocolcan improve main performanceofstrip—basedwirelesssensornetworksinmultipleserviceandcanprolongthenetworklifetime． Keywords：qualityofservice(QoS)；strip—basedwirelesssensornetworks；cross—layeroptimization；eneryg balancing 0 引 言 务 QoS保障问题进行跨层协议设计和优化，有效保证了关 带状无线传感器 网络在智能电网、周界安全 、智能交 键业务的时延敏感传输和延长网络寿命。尽作者所知，目 通 、石油管道、河流监测、桥梁监控等领域 中有重要应 前，国内外尚无针对带状无线传感器网络多业务跨层优化 用 。带状无线传感器网络 “狭长”的部署特点使它相 比 的研究文献。 覆盖同等监测区域的二维平面型无线传感器网络具有更低