基于应急救援场景的机会传感器网络转发策略研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangjj167
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随着信息技术的发展,大量体积小、低成本,具备感知计算能力的设备得到普遍应用。多数情况下,数据可以经由传统的路由-交换方式进行有效传输,但是在一些没有架设基础通信设施、或者设施损坏的区域,就需要引入便携式的智能收发终端进行数据传输。为了让这些移动设备组网并进行数据共享,机会传感器网络应运而生。从车载网络、野生动物追踪、手持设备网络到应急救援网络,机会传感器网络正以多种形式迅速发展。但是,由于环境的复杂多样性、处理内容的种类差别、传感器设备的能量、容量限制等,给机会传感器网络数据传输带来了很大的挑战,所以需要针对不同场景或特定网络形式设计不同特性的移动模型以及机会转发机制。相比较于其他网络,应急救援网络具备较好的研究意义和应用价值。当地震、火灾等严重灾害发生过后,包括通信、电力等一系列基础设施受到破坏,此时需要依靠身处应急救援场景的个人或者可移动的传感器节点组成临时性的通信网络进行数据传输,而应急救援场景的复杂性与动态性使得节点的运动规律难以把握,节点之间的通信成功率难以得到保证。因此,本文针对不同节点的移动规律,引入了稳定因子的概念,将节点的移动稳定性与其邻居节点进行关联,并把网络节点分为消防员节点、小范围移动节点、大范围移动节点三类,从而提出符合各自移动特征的移动模型。理论上,稳定性越好的节点更倾向于接收、携带和转发数据。因此,本文中设定由稳定性好的小范围移动节点来优先转发数据。此外,考虑到火灾救援场景的动态变化,算法还会对节点稳定值进行动态更新。此外,本文还提出利用消防员节点的主动移动来对数据进行有目的转发,而对大范围移动节点则进行选择性转发,以此协调网络中三类节点在数据转发中的角色,并做出合理的转发决策。实验结果表明,在不同的网络规模以及资源受限的情况下,基于稳定性的机会转发机制通过计算稳定值来进行数据转发,该过程能有效地将数据转发到目标节点,减少了传输时延。同时,利用消防员的主动移动能够提高数据的送达率,减少了网络路由开销,特别适用于应急救援场景。
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