基于移动网关的大规模无线传感网能耗均衡技术研究

基本信息
批准号:61302113
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:单联海
学科分类:
依托单位:上海无线通信研究中心
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:易辉跃,房卫东,姚炜,郜伟伟,梅小青,黄浩,彭沛,陈永岭
关键词:
大规模无线传感网服务质量移动sink网关能耗均衡跨层能耗模型
结项摘要

In order to resolve the energy hole problem of large-scale wireless sensor networks (WSNs), the project makes full use of mobile cellular networks (MCNs) base stations (BSs) and mobile sink gateways to solve the energy balancing for large-scale WSNs. At the theoretical layer, the project research focuses on the WSN nodes adaptive access control algorithms based on the mobile sink gateway level and the MCN-assisted cluster load dynamic balancing algorithms. At the same time, the project will research the adaptive power-control broadcast routing algorithms for different service types. According to the mobile sink gateway two-way data mapping of communications, the project establishes the communication model between MCNs and WSNs based on the service traffic, service level, transmission reliability, and constructs system cross-layer energy consumption model with the mobile sinks for large-scale WSN, which considers the WSN node's optimal transmitting power, the residual energy, the type of service to optimize the WSN nodes access and transmitting routing algorithm in order to make the WSN system energy consumption more balanced. Finally, at the experimental verification layer, this project builds a system simulation platform to verify and optimize the theoretical research results based on a actual physical simulation environment, which achieves the balance of energy consumption for large-scale WSN system. The research results of the project can extend the WSN life time, promote the convergence development and complement for MCN and WSN.

本项目针对目前大规模无线传感网的能量空洞问题,利用移动蜂窝网的优势,通过蜂窝网基站和移动sink网关的辅助解决大规模无线传感网的能耗均衡。在理论层面,本项目重点研究基于网关能力等级的WSN多点自适应接入算法、蜂窝网基站辅助下的簇间负载动态均衡算法和基于业务等级的功控自适应广播路由算法来解决无线传感网的能耗均衡。本项目利用移动sink网关节点上下行数据映射模式,建立移动蜂窝网和无线传感网两者在业务流量、业务级别、传输可靠性等参数之间的通信模型,并首创提出结合业务类型、节点发射功率、节点剩余能量等参数建立基于多个移动sink网关的大规模无线传感网系统跨层能耗模型,优化传感网节点接入、负载均衡和传输路由的选择,使得整个传感网节点能耗更加均衡。在实验验证层面,本项目将构建一套系统仿真验证平台,在模拟的实际物理环境中对理论研究进行验证和优化,实现大规模无线传感网系统的能耗均衡,延长网络生命周期。

项目摘要

本项目针对目前大规模无线传感网的能量空洞问题,利用移动蜂窝网的优势,通过蜂窝网基站和移动sink网关的辅助解决大规模无线传感网的能耗均衡。在理论层面,本项目重点研究了基于网关能力等级的WSN多点自适应接入算法、蜂窝网基站辅助下的簇间负载动态均衡算法和基于业务等级的功控自适应广播路由算法来解决无线传感网的能耗均衡。本项目利用移动sink网关节点上下行数据映射模式,建立移动蜂窝网和无线传感网两者在网络质量、业务流量、业务级别、用户倾向等参数之间的通信模型,并提出了结合业务类型、节点发射功率、节点剩余能量等参数建立基于多个移动sink网关的大规模无线传感网系统跨层能耗模型,优化传感网节点接入、负载均衡和传输路由的选择,使得整个传感网节点能耗更加均衡。通过系统仿真,在模拟的实际物理环境中对理论研究进行了验证和优化,实现大规模无线传感网系统的能耗均衡,延长网络生命周期。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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