基于测量的无线传感网链路质量与空间相关性研究

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1、学校代号：10532学号：S11101024密级：普通湖南大学硕士学位论文基于测量的无线传感网链路质量与空间相关性研究诠室筌趱旦翅；2Q!垒生Q三月2§旦AnEmpiricalStudyonLinkQualityandSpatialCorrelationinWirelessSensorNetworksbyCHENW色iB．E．(WuhanTextileUniversity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMaste

2、rofScienceInformationandCommunicationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorLUOJianMay,2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：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。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声

3、明的法律后果由本人承担。作者签名：专恶椒日期：沙1u年易月≥日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：日期：z从峙年6月乃日日期：训咿占月乡日基于测量的无线传感网

4、链路质量与空间相关性研究摘要无线传感器网络(WSN：WirelessSensorNetwork)中的节点主要通过无线多跳的方式进行通信。无线链路由于受到路径损耗、衰落、噪声和多径效应等因素影响，通信质量很不稳定，对网络吞吐量、效率和能耗等产生不利影响。因此，无线链路的各方面特性已经成为了无线传感器网络领域的研究热点。本文通过在自主设计的无线链路测试床上开展测量实验，研究无线传感器网络中的链路质量以及链路的空间相关性问题。本文的主要工作如下：(1)参与设计并实现了用于无线传感器网络链路测量的测试床～一STWM，该测试床由无线

5、传感器网络模块、数据采集模块、数据处理模块和节点控制模块组成，支持链路的PRR、LQI和RSSI等指标的测量。(2)针对传统LQI(LinkQualityIndicator)均值计算法只考虑成功接收的数据包的LQI值，导致链路质量估计不准确这一问题，提出了一种改进的基于LQI的链路质量评估机制一一imLQI(improvedLQI)。该方法通过分析无线传感器网络中导致丢包的三种原因，使用不同的方法将不同原因导致的丢包的LQI值纳入链路整体的LQI均值的计算，使计算得到的LQI均值能更准确地反映链路质量。实验证明，imLQI

6、实现了对链路质量更准确的评估。同时，通过对实验数据进行曲线拟合，建立了一种基于LQI的链路质量评估模型，并通过分析评估模型的评估误差，验证了模型的准确性。(3)针对链路的空间相关性对网络上层协议带来的影响，以K因子作为指标量化了链路的空间相关性，研究了距离和功率对链路空间相关性的影响。通过改变发送端与接收端的距离，研究了K因子的值与发送端到接收端的距离的关系；通过测量不同的发送端之间的距离，统计了发送端之间的距离对K因子的值的影响；通过改变发送端的发射功率，得到了不同发射功率下发送端到接收端的距离与K因子的值的关系曲线。上

7、述研究为无线传感器网络的仿真研究和协议设计提供了一定参考。关键词：无线传感器网络；链路质量评估；LQI；空间相关性；K因子IIAbstractIntegratingdatacollection，transmission，processingandwlrelesscommunication，WirelessSensorNetworks(WSNs)havethemeritsoflargecoveragearea，simpleimplementationandlowcost，andhasbeendrawlngincreasing

8、lvattention，andimplementedinindustry，agriculture，military，medlcatlonandenvironmentsurveillanceandetc．．Beinginfluencedbypathloss，fading，noise，multipathef