基于网络演算的簇树型无线传感网络qos上界研究

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1、硕硕士学位士论文陈 越 洋基于网络演算的簇树型无线传感网络基于网络演算的簇树型无线传感网络QoS上界研究陈越洋上 界 研 究二○一四年六月分类号密级UDC硕士学位论文基于网络演算的簇树型无线传感网络QoS上界研究陈越洋学科专业计算机软件与理论指导教师顾平教授论文答辩日期2014年5月24日学位授予日期答辩委员会主席葛丽娜教授广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发

2、表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：□保密，在年

3、解密后适用授权。□不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：电子邮箱：基于网络演算的簇树型无线传感网络QoS上界研究摘要随着无线传感网络应用的增多，根据不同的应用需求提供相应的服务质量（QualityofService,QoS）控制就成为无线传感网络研究的一个重要挑战。本文结合已有的簇树型无线传感网络分析模型，研究在数据汇聚型应用中无线传感网络的QoS上界。本文根据路由节点在簇树拓扑结构中所在深度设定相应的占空比，同时在时分簇调度策略的信标周期内

4、引入网络休眠时间对分簇占空比进行调节，进而实现对网络整体能耗的控制。在IEEE802.15.4/ZigBee协议规范下，研究网络休眠时间对簇树拓扑结构中任意深度的路由节点提供保证服务的影响。基于网络演算推导了任意深度的路由节点单跳时延确定上界、积压确定上界和网络的端到端时延确定上界，并对推导结果进行了数值分析，为平衡网络服务质量和能耗的应用需求提供了数值参考。为了改善最坏条件下的无线传感网络的整体服务质量，本文将严格优先级（StrictPriority，SP）队列调度应用于簇树型无线传感网络，让

5、转发数据流的优先级高于路由节点自身的传感数据流。在分析研究了SP队列调度对网络中数据流获得的保证服务的影响之后，基于网络演算理论推导了任意深度的路由节点中各数据流的到达曲线及其获得相应保证服务的服务曲线，基于各数据流的到达曲线和服务曲线推导了各数据流的时延确定上界、I积压确定上界和端到端时延确定上界，并对推导结果进行了数值分析。结果表明SP队列调度对提高无线传感网络的网络QoS有着积极的意义。关键字：服务质量动态占空比网络休眠时间网络演算SP调度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