保障覆盖连通质量的节点部署机制

来源 :浙江大学信息学部 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:x21501027
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用户对任何一种网络最为本质的要求包括提升性能和降低成本。然而,网络的资源和容量,相对于日趋多样化的用户需求来说,总是处于稀缺地位。因此,涵盖服务质量(Quality of Service, QoS)和保障机制两大内容的网络服务质量体系的提出至关重要。只有在清晰的服务质量界定和明确的保障机制的共同作用下,网络才能合理配置各项资源,获得可持续发展。无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSNs)是随着无线通信和嵌入式计算技术、传感器技术、微机电制造技术的发展而发展起来的一种新兴的应用驱动型网络,其工作模式、业务类型均不同于传统有线网络,无法直接移植成功运用于Internet的服务质量体系。鉴于WSN庞杂的应用场景为其服务质量的统一带来了难度。本文针对非友好环境下的移动目标追踪问题,结合网络分层和以数据为中心的QoS体系设计方法,将移动目标追踪问题按照信息流特点划分为面向事件检测的节点部署、节点通信以及协作算法与节点选择三大任务模块,并针对各个任务模块抽象出主要的QoS指标,与用户QoS指标之间建立映射关系,从而探讨并搭建了相应服务质量体系,包括具体的QoS要求界定、保障机制和实际系统设计方法,为实际场景提供由上而下的系统性理论依据与指导。更进一步,作为理论迈向实践的第一步,本文研究了面向事件检测的节点部署问题。节点部署作为网络初态架构,对目标的成功检测以及后续追踪任务的顺利完成至关重要。在异构分簇网络中,本文利用精确的传感模型,部署最少数目的节点满足用户的覆盖质量要求,以同时保障感知精度、部署成本和覆盖质量;同时,部署能力强大的簇头,保证网络中节点与簇头的连通,并引入功率控制调整普通节点的发射功率,同时保障通信距离、连通质量以及能耗。本文的算法倾向于运用到实际追踪系统中,对实时性和算法复杂度有很高要求,是在系统的QoS综合框架以及多个QoS指标的权衡后,得到的反应快、能耗低、覆盖连通质量佳的节点部署保障机制,这和以往注重算法收敛性等理论特性而忽略算法运算效率和可执行性的算法存在本质上的不同。
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