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【摘要】
隨著我國信息技術的進步和發展,通信行業也得到了迅速的發展。多信道通信技術已經開始應用到了互聯網,在未來的發展中將有很好的市場前景,這種技術使得因為信道干擾而帶來的網絡問題得到很大程度上的解決。除此之外,還使得網絡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絡多信道通信技術進行了研究,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,帶動這種技術向前更進一步。
【關鍵詞】
信息技術;多信道通信技術;無線傳感器;問題;措施
隨著科學的進步和發展,無線傳感器開始深入人們的日常生活當中,并且通過和計算機網絡的配合,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絡的廣泛應用。
一、無線傳感器的概述
無線傳感器主要的構成是由許多微型的傳感器節點,這些節點的造價很便宜。它的工作原理就是通過這些傳感器節點對感知的對象進行數據的采集,然后將采集的數據通過網絡傳輸給電腦,供人們進行分析并采取措施,一般的無線通信技術主要包括紅外線、藍牙、HomeRF、IEEE80。
二、無線傳感器的特點
2.1無線節點數量多、分布比較隨機
無線傳感器的節點是非常多的,況且每個傳感器的節點的能量也是有限的,所以無線節點對感知對象的范圍也是有一定要求的,不能太遠。所以在用無線傳感器對感知對象進行數據的采集時,就必須靠大量的無線傳感器節點來實現。除此之外,傳感器的每個節點的位置也是比較隨機的,正因為這種節點的隨機性,就會造成當節點之間有障礙物時,節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據的采集工作。
2.2無線傳感器網絡拓撲結構極易發生改變
為了使無線傳感器有節能的功能,無線傳感器的節點可以在工作和休眠兩種狀態進行切換。在許多的現實無線傳感器的應用當中,傳感器的節點處在休眠的狀態,當被采集對象的環境發生變化時,傳感器的網絡拓撲結構就很容易發生改變,最終影響到采集、傳輸工作。
三、無線傳感器網絡中的多信道MAC協議問題
多信道的MAC協議可以讓無線傳感器的節點分布在不同的信道中。這在很大程度上解決了節點在單個信道協議中競爭比較大的問題,當然,因為無線傳感器的節點的分布是比較隨機的,當大量的節點同時存在MAC協議中的同一信道中,就會造成更嚴重的節點競爭問題。除了節點存在競爭的問題,節點還會出現消失的問題,也就是說傳感器節點在對數據進行傳輸時要擺脫原來的信道,無形的節點原來所在的信道就消失了。此外,在節點通信的過程中,節點之間的競爭也會出現不公平現象,比如當兩個節點在同一信道時發生重復,就會造成兩個節點的競爭,然而這種競爭是不公平的,往往是周期較早的節點勝出。
四、無線傳感器網絡的多信道廣播
無線傳感器網絡的多信道中的MAC的協議有非常多的優點,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。正是因為這些優點使得多信道MAC協議別迅速的應用到許多的領域。但是,多信道MAC協議也有缺點,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用的通信形式,它也廣泛的應用到了無線傳感器網絡中。當無線通信是單信道的時候,就會使得無線傳感器的節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廣播的傳達和接收工作。然而當無線通信是多信道的時候,因為節點的節能特點導致各個節點的工作時間不一樣,這也就造成了許多的傳感器節點是休眠的,這樣的情況就會導致信息不能正常的進行傳送,廣播通信也會受到影響。所以為了解決這些問題,可以通過提出相應的解決方法進行解決。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,可以對節點進行轉接;②對于節點的轉播問題,可以通過對其引起的廣播冗余問題進行研究解決來改善;③在對于廣播的通信延遲問題而出現的網絡故障就應該對傳感器節點的轉播次數進行相應的控制。
4.2分布式樹形廣播協議
這種協議可以很好的解決前面所提到的問題,它主要對廣播訓練包進行發送,在其對廣播訓練包發送的同時加上無線傳感器形成廣播樹形,然后在經過這些廣播數對節點廣播包進行傳送,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了。這種協議可以適應多變的環境,而且拓展性非常強,除此之外,它還可以防止因為無線網絡出現問題造成的節點結構形變問題,最終使得通信功能能夠正常使用。
作者:張玲 單位:中國人民解放軍68108部隊
參考文獻
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