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无线传感器网络多媒体应用的关键技术研究

作　者: 郁文斌
导　师: 马建
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 无线传感器网络多媒体应用 QoS 拥塞定位
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

无线传感器网络中(WSN)的多媒体流服务应用(MSAs)有着非常大的应用前景和潜力。本文中,引入这样的一个应用的实例,即移动增强可视化服务应用(MAVS),它通过多跳方式将传感器节点采集到的多媒体视频流实时地传输到移动终端,以提供实时点播播放服务。本文的工作有三点:一是对于MAVS中为保证QoS的拥塞问题进行了仿真研究;二是对于MAVS中定位问题进行了仿真研究;三是通过对上述两个问题的研究结果,对MAVS进行了设计,并搭建起了一个试验平台。本文首先就MAVS中关于保证QoS而减轻拥塞的问题,分析了一种基于模糊逻辑的拥塞估计方法,并对此方法进行了仿真设计和实现,在仿真过程中提出一个带有二级缓冲的减轻拥塞应急算法。它根据估计的网络拥塞程度,使具有不同优先级的服务流数据包在路由以后执行此算法,参与竞争,保证高优先级服务流低的丢包率,而在保证QoS的最低限度内,对低优先级服务流适当的丢包,最终达到减轻拥塞并同时保证QoS的目的。仿真验证了模糊逻辑以及应急算法在减轻网络拥塞上的有效性和可行性。其次,本文就MAVS中定位的问题分析了一种新的有效率,代价小的区域定位策略。在分析了推导此定位方法所依据的两个假设的缺点后,对其进行了扩展。在此基础上,对此定位方法进行了仿真设计,在设计过程中提出一种边界触发的实现方法。它通过使用具有触发功能的定时器在传感器节点边界范围触发并使能广播信标功能从而达到定位的目的。根据这一实现方法来对定位策略进行仿真实现。仿真结果表明此实现方法有力地支持了这种定位策略,同时也验证了这种定位策略的正确性和实现方法的可行性。本文最后根据上述两个关键技术研究得到的结果,从软件设计的角度对MAVS中的各个模块以及它们的接口做出了详细的设计。并在Linux环境下依据设计搭建了试验平台,测试了WSN中多媒体视频流的传输。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 主要工作介绍  11-12
  1.3 本文的结构  12-14
第二章背景介绍  14-20
  2.1 WSN中的多媒体应用  14-15
  2.2 MAVS应用及涉及的两个关键技术  15-20
    2.2.1 移动增强可视化服务应用(MAVS)  15-18
    2.2.2 MAVS中为保证QoS的拥塞问题  18-19
    2.2.3 MAVS中节点定位问题  19-20
第三章 MAVS中为保证QoS的拥塞问题的仿真研究  20-34
  3.1 MAVS中的拥塞问题  20-21
  3.2 一种为减轻拥塞的QoS模型的分析  21-23
  3.3 减轻拥塞应急算法以及仿真实现  23-29
  3.4 性能仿真分析  29-31
  3.5 结论  31-34
第四章 MAVS中定位问题的仿真研究  34-46
  4.1 MAVS中的定位问题  34-35
  4.2 一种用于传感器节点的区域定位  35-36
  4.3 边界触发方法以及仿真实现  36-41
  4.4 性能仿真分析  41-44
  4.5 结论  44-46
第五章 MAVS的设计  46-64
  5.1 MAVS的总体设计  46-52
    5.1.1 QoS管理模块的总体设计  46
    5.1.2 定位模块的总体设计  46-47
    5.1.3 传输多媒体流模块的总体设计  47-49
    5.1.4 路由模块总体设计  49-52
  5.2 QoS管理模块的详细设计  52-55
  5.3 定位模块的详细设计  55-56
  5.4 传输，路由模块及接口的详细设计  56-63
    5.4.1 传输多媒体流模块的详细设计  56-60
    5.4.2 路由模块的详细设计  60-61
    5.4.3 接口设计  61-63
  5.5 试验结论  63-64
第六章结论  64-68
致谢  68-69
研究生期间所接收和发表论文  69

无线传感器网络多媒体应用的关键技术研究

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