wsn%2fpon分簇网络建模和分析

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1、ModelingandAnalysisonWSN／PONCluster-BasedHybridNe伽orkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhouRongSuperVisor：ProfLiLuqunMa0or：ComputerApplicationTechn0109ySpecialty：WirelessSensorNe觚orkC1assincationCodes：TP393CollegeofInformation，MechanicalandElectricalEngineeringShan曲aiNomalUniVersi

2、ty，Shanghai，ChinaApril2013上海师范大学硕士学位论文摘要随着通信和互联网技术的不断发展，无线传感器网络(WSN)早已可以解决大规模数据的采集和传输问题，但是已有的接入网技术仍制约着无线传感器网络与互联网等主干网络的互连。无源光I列络(PON)是电信刚中解决“最后一公里”瓶颈的接入技术，以其抗干扰、高带宽、高速度等优点而备受电信部门的青睐。在wSN网络中部署在监测区域中的传感器节点接受终端用户的命令采集用户感兴趣的信息，经过一跳或者多跳传输进入汇聚节点，然后通过汇聚节点进入互联网／骨干网，反馈至终端用户。wSN与PON融合后，汇聚节点与光I捌络单元(ONU)相连，ONU

3、的带宽容量由光路线终端(OLT)分配，保证了多个ONU的带宽稳定，不受到带宽竞争和信道竞争的威胁。WSN与PON的融合可以有效解决WSN采集的大规模数据输入骨干网络的问题。因此，WSN／PON的研究具有非常重要的意义。本文介绍了排队理论的相关知识，了解了排队理论在现实中的一些应用案例，还简要概述了WSN和PON的一般体系结构，分析了将排队理论应用于WSN／PON分簇网络的可行性。然后构建一个WSN／PON分簇I冽络结构，WSN中每个簇头与PON中的每个ONU相连接，每个簇内传感器节点所采集的数据经过簇头节点传入0NU中，根据光分路由器发送至光路线终端，最后进入骨干l冽。根据网络系统的排队性质

4、，利用串联M／M／1排队模型分析影响网络性能的各项指标，通过比较各性能指标之间的关系得出保证高性能网络的各项最优值，再通过讨论分簇WSN中的能量关系得出wSN中簇头节点能耗与簇内传感器节点个数的关系。以及多跳事件驱动机制下考虑分组多个限制性因素如不同类型的分组、信道竞争等，分组经过一条传输链路要到达汇聚节点所经历的平均时延。这些工作都是关于该混合网络基础性的理论分析，用这些分析结果可以指导WSN／PON网络的架设和参数配置，以期达到更好的网络优化目的或者指导混合恻络中各层协议的设计。最后对本文所进行的工作进行简要的总结，讨论不足之处，并提出一些可供进一步研究的问题。关键字：无线传感器l列络(

5、WSN)，无源光I冽络(PON)，排队理论，例络分析TAbstract上海师范大学硕士学位论文WiththeincreasinglydeVelopmentofIntemettecllllologyandcommunicationtechnology，Wirelesssensornetwork(WSN)hasbeensolvedthekeyproblemthatc01lectingandtransmittinglarge-scaledata．HoweVer，theexistingAccessNetworktechnologystillhasmuchnegatiVeimpactontheinte

6、rconnectionbetweenWSNandbackbonenetWorksuchasIntemet．PassiVeopticalnetwork(PON)isdeVelopedtodealwiththe“lastmile”bottleneckproblemintelecommunicationnetwork．Thetelecomssectorsgreatlypayattentiontoitduetotheabilityofanti—interference，highbandwidth，high—speedandsoon．IntypicalWSN，thesensornodesdeploye

7、dinmonitoringareaalwaysacceptthecommandofendusertocollecttheinformationofimeresttotheenduser，thenthroughonehopormulti-hoptothesinknode，aRerinfbrmationaggregationthedataaresentintoIntemet／backbonenetwork，aHi