机会网络节点唤醒调度机制研究

在机会网络中,节点经常处于较长时间的互不连通状态,因此如何设计有效的节点唤醒调度模式并确保不破坏网络现有的连通性是一个重要问题。提出了一种机会网络节点唤醒调度策略:ONWPM。该策略对唤醒调度机制中的关键参数关系进行研究,以确保数据有效传输量为目标,并基于此对唤醒周期间隔长度进行控制。仿真实验结果表明,ONWPM在保证节点有效数据发送性能的前提下,节省了节点消耗的能量并对机会网络有着较好的适应性。

机会网络蓝牙设备唤醒调度机制研究

在以人为载体的机会网络中,移动蓝牙设备有电池能量有限的特点。同时,在机会网络中,节点经常处于较长时间的互不连通状态,如何设计有效的蓝牙节点唤醒调度模式来降低能耗并确保不破坏网络现有的连通性是一个重要问题。提出了一种机会网络蓝牙设备唤醒调度策略BWM。该策略分析蓝牙设备电池能耗问题,建立了涉及能耗的蓝牙数据传输模型,并对休眠唤醒机制中的参数内在联系进行研究,以确保数据成功传输量为前提来对唤醒周期间隔长度进行控制。仿真实验结果表明,BWM在保证节点有效数据发送性能前提下节省了节点消耗的能量。

一种基于多唤醒机制的休眠调度算法

低占空比无线传感器网络使节点处于低占空比状态,能极大延长网络的生命周期,但却使网络中的休眠延迟变长。为此,提出一种能耗与时间权衡的多唤醒休眠调度算法。通过动态感知剩余能量并采用多唤醒机制,从而确定一个适用于任意拓扑结构下的延迟下界。仿真结果表明,与LES算法及TOSS算法相比,该算法的休眠延迟性能提升明显,能均衡网络能耗,有效延长网络的生命周期。

无线传感网中一种基于伪随机的高效MAC协议设计

空闲侦听是影响多跳无线传感器网络部署能效和寿命的关键因素。虽然当前的睡眠/唤醒调度协议能避免简单流量模式时的空闲侦听,但无法有效消除随机路由协议的复杂流量模式所导致的空闲侦听问题。文中提出一种基于伪随机的MAC协议(MAC-PR),减少了在节点上部署大量睡眠/唤醒调度信息所产生的额外开销。MAC-PR利用伪随机发生器的种子对调度信息进行编码,然后将该种子添加到传输中的数据报文,允许各个接收器/窃听器根据种子计算出它的睡眠/唤醒调度信息。另外,MAC-PR通过额外计算有效避免了昂贵的控制报文传输成本。通过模拟及在TelosB节点上的实际部署,证明了MAC-PR可以有效消除空闲侦听问题,使得基于随机路由协议的数据报文传输具有自稳定、低延时、低成本等特征。

接收方发起发送方主导的无线传感器网络MAC协议设计

在异步的由接收方发起的无线传感器网络媒体接入控制协议设计中,传统协议采用了接收方主导的唤醒方式,延长了发送节点持续侦听信道的时间,导致传输时延和能耗的增加。分析了节点唤醒方式对传输时延的影响,提出一个发送方主导唤醒的RISD-MAC协议,使接收方能够根据发送方的唤醒调度动态调整自己的唤醒时间,以与发送节点的数据发送相适应,从而提升传输效率。仿真结果表明,与RI-MAC协议相比,RISD-MAC协议能够在保证分组投递率的情况下获得更少的传输时延以及更低的占空比。

无线传感网中一种基于伪随机的高效MAC协议设计

空闲侦听是影响多跳无线传感器网络部署能效和寿命的关键因素。虽然当前的睡眠/唤醒调度协议能避免简单流量模式时的空闲侦听,但无法有效消除随机路由协议的复杂流量模式所导致的空闲侦听问题。提出一种基于伪随机的MAC协议(MAC-PR),减少了在节点上部署大量睡眠/唤醒调度信息所产生的额外开销。MAC-PR利用伪随机发生器的种子对调度信息进行编码,然后将该种子添加到传输中的数据报文,允许各个接收器/窃听器根据种子计算出它的睡眠/唤醒调度信息。MAC-PR通过额外计算有效避免了昂贵的控制报文传输成本。通过模拟及在TelosB节点上的实际部署,验证了MAC-PR可以有效消除空闲侦听问题,使得基于随机路由协议的数据报文传输具有自稳定、低延时、低成本等特征。

一种移动传感网络中K-栅栏寿命的优化方法

为了提高K-栅栏覆盖网络的寿命,文中将能量收集技术与移动传感网络相结合来构建K-栅栏覆盖,并提出了BCAS算法。通过划分子区域的方式构建K+1条栅栏,将整个时间分为多个时隙。在每个时隙开始前,选择平均剩余能量最大的K条栅栏进行激活。在每个时隙结束后,调度冗余传感器,移动替换掉栅栏中剩余能量小于阈值的传感器,通过多轮调度来延长网络的寿命。仿真实验表明,同MobiBar算法和Single Sensor算法相比,BCAS算法使栅栏网络的生命周期延长了183%;在构建栅栏的平均移动距离方面,BCAS算法分别比MobiBar算法和Single Sensor算法减少了20.6%和12%。