[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810798881.4
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108966270B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒堅(jiān);賈晨浩;劉琳嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W4/38;H04W84/18;H04B17/318;H04B17/336
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量評估方法，通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分解，將鏈路質(zhì)量評估抽象為一個多屬性決策過程。選取鏈路傳輸效率、鏈路波動程度和接收信號強(qiáng)度作為鏈路質(zhì)量的評估屬性，采用包接收率、信噪比均方差和接收信號強(qiáng)度均值分別量化評估屬性，采用最小值對缺失信息填充。考慮到鏈路環(huán)境的復(fù)雜性和鏈路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，采用水平方法對多個探測周期內(nèi)鏈路質(zhì)量信息進(jìn)行模糊化，采用改進(jìn)的熵值法計(jì)算各評估屬性對鏈路質(zhì)量的影響程度，采用改進(jìn)的理想解法綜合各評估屬性，以相對貼近度度量鏈路質(zhì)量。其優(yōu)點(diǎn)在于：模糊化方法考慮了鏈路環(huán)境的復(fù)雜性和鏈路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，使鏈路質(zhì)量的評估結(jié)果更加可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量評估技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量評估方法。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)感知信息的收集部分，對物聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)功能的實(shí)施提供了保障，廣泛應(yīng)用于物品的辨別、定位、跟蹤，和物理世界的實(shí)時監(jiān)控和智能管理等。

傳感器節(jié)點(diǎn)受能量、存儲、通信能力的限制，以及環(huán)境中的噪聲、干擾、多徑效應(yīng)等影響，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)間鏈路質(zhì)量極不可靠。

鏈路質(zhì)量大體上可通過兩種方式獲取：一是統(tǒng)計(jì)某個時間段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)包，通過這類方式得到的鏈路質(zhì)量能夠平滑鏈路波動，但是對鏈路中的變化反映不夠及時，評估結(jié)果不夠全面，影響了鏈路質(zhì)量評估結(jié)果的可靠性；二是由無線鏈路某個時刻的物理特性獲得，通過這類方式得到的鏈路質(zhì)量能夠?qū)︽溌窢顟B(tài)的變化做出迅速的反應(yīng)，但是極易受到不確定因素的影響，因此，也會導(dǎo)致鏈路質(zhì)量評估結(jié)果的可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中鏈路質(zhì)量評估方法存在的問題，本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量評估方法，具體是采用不確定多屬性決策理論評估鏈路質(zhì)量的方法。

一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量評估方法，構(gòu)建鏈路質(zhì)量評估體系，采用水平化方法對屬性值進(jìn)行模糊化，采用改進(jìn)的熵值法計(jì)算各評估屬性的權(quán)重，采用改進(jìn)的理想解法計(jì)算相對貼近度，即鏈路質(zhì)量，具體包括如下步驟：

S1，構(gòu)建鏈路質(zhì)量評估體系，包括步驟S11～S15：

S11，以一個探測周期內(nèi)的鏈路傳輸效率、鏈路的波動程度和接收信號強(qiáng)度作為鏈路的評估屬性，采用包接收率PRR、信噪比均方差Dv(SNR)和接收信號強(qiáng)度指示均值μ(RSSI)量化各評估屬性；

S12，采用最小值分別對探測周期內(nèi)缺失的SNR和RSSI填充，即采用0填充缺失的SNR值，采用-100填充缺失的RSSI值；

S13，采用計(jì)算鏈路的波動程度；其中：SNR_i是該探測周期內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包的信噪比；

S14，采用計(jì)算接收信號強(qiáng)度；其中：RSSI_i是該探測周期內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包的接收信號強(qiáng)度；

S15，記錄T個探測周期的鏈路傳輸效率、鏈路的波動程度和接收信號強(qiáng)度信息，以T個探測周期作為鏈路質(zhì)量的一個評估周期；

S2，采用水平化方法對屬性值進(jìn)行模糊化，包括步驟S21～S23：

S21，采用計(jì)算T個探測周期內(nèi)各評估屬性的均值；其中：a表示鏈路質(zhì)量的評估屬性，a_j是第j個探測周期該評估屬性的屬性值；

S22，采用計(jì)算T個探測周期內(nèi)各評估屬性的方差；其中：a表示鏈路質(zhì)量的評估屬性，a_j是第j個探測周期該評估屬性的屬性值；

S23，采用計(jì)算各評估屬性的模糊值；其中：a表示鏈路質(zhì)量的評估屬性；

S3，采用改進(jìn)的熵值法計(jì)算各評估屬性的權(quán)重，包括步驟S31～S34：