基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)qos上界研究

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1、碩碩士學(xué)位士論文陳 越 洋基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)QoS上界研究陳越洋上 界 研 究二○一四年六月分類號密級UDC碩士學(xué)位論文基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)QoS上界研究陳越洋學(xué)科專業(yè)計算機(jī)軟件與理論指導(dǎo)教師顧平教授論文答辯日期2014年5月24日學(xué)位授予日期答辯委員會主席葛麗娜教授廣西大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性和使用授權(quán)聲明本人聲明所呈交的論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)

2、表或撰寫的研究成果，也不包含本人或他人為獲得廣西大學(xué)或其它單位的學(xué)位而使用過的材料。與我一同工作的同事對本論文的研究工作所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確說明。本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的學(xué)位論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬廣西大學(xué)。本人授權(quán)廣西大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán)，即：學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于：□保密，在年

3、解密后適用授權(quán)?！醪槐Ｃ?。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”)論文作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：作者聯(lián)系電話：電子郵箱：基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)QoS上界研究摘要隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增多，根據(jù)不同的應(yīng)用需求提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量（QualityofService,QoS）控制就成為無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究的一個重要挑戰(zhàn)。本文結(jié)合已有的簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)分析模型，研究在數(shù)據(jù)匯聚型應(yīng)用中無線傳感網(wǎng)絡(luò)的QoS上界。本文根據(jù)路由節(jié)點在簇樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所在深度設(shè)定相應(yīng)的占空比，同時在時分簇調(diào)度策略的信標(biāo)周期內(nèi)

4、引入網(wǎng)絡(luò)休眠時間對分簇占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)整體能耗的控制。在IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議規(guī)范下，研究網(wǎng)絡(luò)休眠時間對簇樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中任意深度的路由節(jié)點提供保證服務(wù)的影響?；诰W(wǎng)絡(luò)演算推導(dǎo)了任意深度的路由節(jié)點單跳時延確定上界、積壓確定上界和網(wǎng)絡(luò)的端到端時延確定上界，并對推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值分析，為平衡網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和能耗的應(yīng)用需求提供了數(shù)值參考。為了改善最壞條件下的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)質(zhì)量，本文將嚴(yán)格優(yōu)先級（StrictPriority，SP）隊列調(diào)度應(yīng)用于簇樹型無線傳感網(wǎng)絡(luò)，讓

5、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級高于路由節(jié)點自身的傳感數(shù)據(jù)流。在分析研究了SP隊列調(diào)度對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流獲得的保證服務(wù)的影響之后，基于網(wǎng)絡(luò)演算理論推導(dǎo)了任意深度的路由節(jié)點中各數(shù)據(jù)流的到達(dá)曲線及其獲得相應(yīng)保證服務(wù)的服務(wù)曲線，基于各數(shù)據(jù)流的到達(dá)曲線和服務(wù)曲線推導(dǎo)了各數(shù)據(jù)流的時延確定上界、I積壓確定上界和端到端時延確定上界，并對推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值分析。結(jié)果表明SP隊列調(diào)度對提高無線傳感網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)QoS有著積極的意義。關(guān)鍵字：服務(wù)質(zhì)量動態(tài)占空比網(wǎng)絡(luò)休眠時間網(wǎng)絡(luò)演算SP調(diào)度QoS上界IITHEUPPERBOUNDSREAS

6、EARCHOnQoSINTHECLUSTER-TREEWIRELESSSENSORNETWORKSBASEDONNETWORKCALCULUSABSTRACTWiththegrowingnumberofWirelessSensorNetwork(WSN)applications,it’sofcrucialimportancetosupplycorrespondingcontrolofQualityofService(QoS)underdiversecircumstances.Basedonthe

7、analysisframeworkofNetworkCalculus,thispaperhasanalyzedandresearchedtheupperboundsofQoSintheworstcaseofdataaggregationincluster-treeWSNapplications.Thedutycirclesofrouternodesaresetaccordingtotheirdepthofthecluster-treestructure.Moreover,thispaperint

8、roducesasleeptimeperiodduringtheschedulingcycleofTimeDivisionClusterSchedulingstrategytoadjustthedutycirclesoftheclustersatdifferentdepthforbettercontrolofenergyconsumptionofthewholeWSN.UnderthecircumstanceofIEEE802.15.4/ZigBeespecifications,thispape