無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的研究

張玲

【摘要】隨著我國信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，通信行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。多信道通信技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到了互聯(lián)網(wǎng)，在未來的發(fā)展中將有很好的市場前景，這種技術(shù)使得因為信道干擾而帶來的網(wǎng)絡(luò)問題得到很大程度上的解決。除此之外，還使得網(wǎng)絡(luò)通信的吞吐量得到了一定程度的提高。本文通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)進(jìn)行了研究，分析其存在的問題以及問題的原因，最終提出一些解決措施，帶動這種技術(shù)向前更進(jìn)一步。

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù) 多信道通信技術(shù) 無線傳感器 問題 措施

隨著科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，無線傳感器開始深入人們的日常生活當(dāng)中，并且通過和計算機網(wǎng)絡(luò)的配合，使人們生活的許多方面都很便捷，這也無形的推動了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用。

一、無線傳感器的概述

無線傳感器主要的構(gòu)成是由許多微型的傳感器節(jié)點，這些節(jié)點的造價很便宜。它的工作原理就是通過這些傳感器節(jié)點對感知的對象進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，然后將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給電腦，供人們進(jìn)行分析并采取措施，一般的無線通信技術(shù)主要包括紅外線、藍(lán)牙、HomeRF、IEEE80。

二、無線傳感器的特點

2.1無線節(jié)點數(shù)量多、分布比較隨機

無線傳感器的節(jié)點是非常多的，況且每個傳感器的節(jié)點的能量也是有限的，所以無線節(jié)點對感知對象的范圍也是有一定要求的，不能太遠(yuǎn)。所以在用無線傳感器對感知對象進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集時，就必須靠大量的無線傳感器節(jié)點來實現(xiàn)。除此之外，傳感器的每個節(jié)點的位置也是比較隨機的，正因為這種節(jié)點的隨機性，就會造成當(dāng)節(jié)點之間有障礙物時，節(jié)點之間的無線通信就很容易受到干擾，最終影響到無線傳感器對對象數(shù)據(jù)的采集工作。

2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)極易發(fā)生改變

為了使無線傳感器有節(jié)能的功能，無線傳感器的節(jié)點可以在工作和休眠兩種狀態(tài)進(jìn)行切換。在許多的現(xiàn)實無線傳感器的應(yīng)用當(dāng)中，傳感器的節(jié)點處在休眠的狀態(tài)，當(dāng)被采集對象的環(huán)境發(fā)生變化時，傳感器的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就很容易發(fā)生改變，最終影響到采集、傳輸工作。

三、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多信道MAC協(xié)議問題

多信道的MAC協(xié)議可以讓無線傳感器的節(jié)點分布在不同的信道中。這在很大程度上解決了節(jié)點在單個信道協(xié)議中競爭比較大的問題，當(dāng)然，因為無線傳感器的節(jié)點的分布是比較隨機的，當(dāng)大量的節(jié)點同時存在MAC協(xié)議中的同一信道中，就會造成更嚴(yán)重的節(jié)點競爭問題。除了節(jié)點存在競爭的問題，節(jié)點還會出現(xiàn)消失的問題，也就是說傳感器節(jié)點在對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時要擺脫原來的信道，無形的節(jié)點原來所在的信道就消失了。

此外，在節(jié)點通信的過程中，節(jié)點之間的競爭也會出現(xiàn)不公平現(xiàn)象，比如當(dāng)兩個節(jié)點在同一信道時發(fā)生重復(fù)，就會造成兩個節(jié)點的競爭，然而這種競爭是不公平的，往往是周期較早的節(jié)點勝出。

四、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多信道廣播

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多信道中的MAC的協(xié)議有非常多的優(yōu)點，比如：它的吞吐量是非常大的，并且通信過程中信號非常穩(wěn)定，不容易受到干擾，還有就是其在通信的時候消耗的能量是比較小的。正是因為這些優(yōu)點使得多信道MAC協(xié)議別迅速的應(yīng)用到許多的領(lǐng)域。但是，多信道MAC協(xié)議也有缺點，例如：廣播支持上面的問題。

4.1廣播通信存在的一些問題

廣播通信是大家所熟知的一種得到非常廣泛應(yīng)用的通信形式，它也廣泛的應(yīng)用到了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)無線通信是單信道的時候，就會使得無線傳感器的節(jié)點因為處在同一個信道中，再加上無線電波的廣播的特點最終實現(xiàn)廣播的傳達(dá)和接收工作。然而當(dāng)無線通信是多信道的時候，因為節(jié)點的節(jié)能特點導(dǎo)致各個節(jié)點的工作時間不一樣，這也就造成了許多的傳感器節(jié)點是休眠的，這樣的情況就會導(dǎo)致信息不能正常的進(jìn)行傳送，廣播通信也會受到影響。

所以為了解決這些問題，可以通過提出相應(yīng)的解決方法進(jìn)行解決。①為了使廣播通信的覆蓋率得到提升，而且不會造成因此而帶來的高耗能，可以對節(jié)點進(jìn)行轉(zhuǎn)接；②對于節(jié)點的轉(zhuǎn)播問題，可以通過對其引起的廣播冗余問題進(jìn)行研究解決來改善；③在對于廣播的通信延遲問題而出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障就應(yīng)該對傳感器節(jié)點的轉(zhuǎn)播次數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的控制。

4.2分布式樹形廣播協(xié)議

這種協(xié)議可以很好的解決前面所提到的問題，它主要對廣播訓(xùn)練包進(jìn)行發(fā)送，在其對廣播訓(xùn)練包發(fā)送的同時加上無線傳感器形成廣播樹形，然后在經(jīng)過這些廣播數(shù)對節(jié)點廣播包進(jìn)行傳送，這樣一來就會使得廣播通信的覆蓋率和效率得到很大程度的提升，通信的延遲情況也不會出現(xiàn)了。這種協(xié)議可以適應(yīng)多變的環(huán)境，而且拓展性非常強，除此之外，它還可以防止因為無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題造成的節(jié)點結(jié)構(gòu)形變問題，最終使得通信功能能夠正常使用。

參 考 文 獻(xiàn)

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