基于蜂窝网辅助的无线传感器网络快速切换技术研究

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随着无线通信技术的快速发展,无线传感器网络(WSN)以其在军事、环境监测、智能医疗监测、智能家庭等方而的广泛应用,已经成为当前众多专家和学者们研究的热点。蜂窝网络(Cellular Network)作为无所不在的无线通信网络,可以控制和管理WSN,为其提供有效数据传输,使其能源得以有效利用。WSN移动性管理中的切换技术逐渐成为学者们的研究热点。本文基于蜂窝网与WSN的异构融合网络场景,针对多个移动节点在WSN覆盖范围内的频繁切换,对于如何减少切换延时和切换产生的能耗,进行了深入研究。本文首先对WSN网络的发展历程、特点及应用进行了简单介绍。随后,重点介绍了IEEE802.15.4MAC层的关键技术,包括超帧结构、信道接入机制、信道扫描、节点入网等,为后文的切换方案做了理论铺垫。随后,本文重点介绍了WSN现有的传统切换方案,其中包括IEEE802.15.4标准定义的切换方案和基于:代理的切换方案,对于这些方案的基本思想和性能进行了分析。通过分析现有WSN切换方案的不足,本文提出了基于蜂窝网与WSN融合架构下的WSN快速切换方案,在PAN的边缘设置边缘节点,对移动节点进行边缘预警,同时由UE向基站查询该边缘节点的邻居PAN信道信息,从而使多个移动节点只扫描目标信道,达到快速切换的目的。最后,本文将提出的方案在MATLAB仿真平台上进行了验证。仿真结果表明,提出的快速切换方案与传统标准方案相比,其切换延时和切换能耗都有明显降低,验证了方案的可行性。
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