范汝成

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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的研究

范汝成

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528000

首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及無線傳感器多信道通信技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)了將多信道通信技術(shù)應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要性，最后從不同角度出發(fā)，對(duì)技術(shù)的應(yīng)用存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了具體解決策略。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；多信道通信技術(shù)；研究

多信道通信的功能在于進(jìn)一步提升通信質(zhì)量，將其應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)操作等性能的提高十分有利。但就目前的情況看，該技術(shù)的應(yīng)用還存在著一定的問題，主要體現(xiàn)在傳感器操作以及裝置方面，解決問題是提高該技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵，同時(shí)也是我國通信領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1：

圖1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，包含著大量的節(jié)點(diǎn)，均以隨機(jī)的方式，分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域?？梢哉f，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便是由各個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。由于節(jié)點(diǎn)處于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，因此有關(guān)人員可以對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)同樣由不同部分組成，一般包括數(shù)據(jù)感知單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳送單元以及能量單元四種。數(shù)據(jù)感知單元的功能在于感知數(shù)據(jù)，以傳感器為主要元件。以圖像傳感器為例，其功能便在于實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的感知。以數(shù)據(jù)處理單元為例，其功能在于實(shí)現(xiàn)對(duì)種種數(shù)據(jù)的預(yù)處理，目的在于控制節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，考慮到成本問題，當(dāng)前所應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理單元價(jià)格通常較為低廉[1]。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的應(yīng)用是通信領(lǐng)域的一大進(jìn)步。在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，節(jié)點(diǎn)通常需要在同一個(gè)通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)通信，如節(jié)點(diǎn)過多，會(huì)對(duì)通信效率以及效果產(chǎn)生極大的影響[2]。多信道通信技術(shù)的產(chǎn)生，使得節(jié)點(diǎn)可以從不同信道中通過，即不會(huì)出現(xiàn)通信被干擾的現(xiàn)象，又會(huì)縮短通信實(shí)現(xiàn)的時(shí)間，提高通信效率[3]。但需要認(rèn)識(shí)到的是，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，同樣存在相應(yīng)的問題。

3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的應(yīng)用問題與解決策略

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的應(yīng)用改變了以往單一通道的狀況，但其中存在的傳感器操作系統(tǒng)以及裝置的問題也不容忽視。

3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的應(yīng)用問題

3.1.1 傳感器操作系統(tǒng)問題

在傳感器的應(yīng)用過程中，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，并對(duì)通道進(jìn)行管理十分必要。傳感器操作系統(tǒng)存在的問題正體現(xiàn)在上述方面，這會(huì)對(duì)通信過程的實(shí)現(xiàn)帶來很大阻礙。例如：如操作人員沒有對(duì)通道進(jìn)行有效管理，受節(jié)點(diǎn)密度等種種原因的影響，一部分通道通信功能的實(shí)現(xiàn)很可能會(huì)受到阻礙。解決上述問題，必須加大力度對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，通過對(duì)通道進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。

3.1.2 傳感器裝置問題

傳感器裝置方面的問題，一般由人為原因所引起，以資源管理問題為主要問題[4]。例如：一部分人通常習(xí)慣于使用靜態(tài)管理的方法，利用無線傳感器裝置。這會(huì)導(dǎo)致裝置無法構(gòu)建靜態(tài)分配機(jī)制。除此之外，網(wǎng)絡(luò)資源通常具有一定的拓展性，但如對(duì)其這一性質(zhì)不了解，便很容易導(dǎo)致資源無法在較為理想的空間內(nèi)實(shí)施節(jié)點(diǎn)密度的增強(qiáng)。為解決上述方面的問題，必須對(duì)傳感器裝置問題進(jìn)行進(jìn)一步分析。

3.2 問題的解決策略

3.2.1 優(yōu)化無線傳感器操作

為解決無線傳感器操作方面的問題，加強(qiáng)對(duì)操作人員的管理，并提高其操作水平很有必要。操作人員必須認(rèn)識(shí)到管理的重要性，要增強(qiáng)傳感器的無線基礎(chǔ)，與此同時(shí)，充分利用相應(yīng)資源，在保證相應(yīng)系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行的基礎(chǔ)上，使節(jié)點(diǎn)能夠更加順利的在通道中通過。要加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制，避免其在同一個(gè)通道中密度過大，進(jìn)而影響到通信質(zhì)量。對(duì)此，可以采用相應(yīng)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制。

其次，針對(duì)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展對(duì)通信領(lǐng)域所提出的新要求，提高傳感器的準(zhǔn)確度也開始變得尤為重要。傳感器準(zhǔn)確度的提高，其意義在于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頻譜實(shí)施的有效判斷，在此基礎(chǔ)上，資源的利用率也就能夠得到一定的提高。

3.2.2 注意傳感器裝置問題

為提高傳感器裝置的使用性能，解決其中存在的問題，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)測(cè)量裝置的重視，從這一裝置的角度出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)整，降低其出現(xiàn)問題的概率，使通信過程能夠更好的實(shí)現(xiàn)。總的來說，對(duì)該裝置的調(diào)整，需要從頻譜技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)來實(shí)現(xiàn)，要提高技術(shù)的簡(jiǎn)化性，以保證其應(yīng)用效率。

另外，如節(jié)點(diǎn)數(shù)量無法保證同信道資源進(jìn)行適應(yīng)，則需要通過對(duì)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的應(yīng)用，提高頻譜的感知質(zhì)量。與此同時(shí)，要注意測(cè)量裝置的準(zhǔn)確性問題，保證測(cè)量科學(xué)，這一點(diǎn)同樣需要得到重視。

4 結(jié)論

綜上所述，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠減輕單一通道的負(fù)擔(dān)，能夠使節(jié)點(diǎn)更加順利的實(shí)現(xiàn)傳輸，對(duì)于通信效率的提高能夠起到極大的促進(jìn)作用。為提高該技術(shù)的應(yīng)用水平，應(yīng)重視有關(guān)無線傳感器的操作以及裝置方面的問題，這一點(diǎn)十分重要。

[1]劉新江，柏長(zhǎng)帥，陳毓，王倩. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的研究[J]. 中國新通信，2016（8）：26.

[2]杜軍朝，劉惠，陳平. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)及鏈路通信質(zhì)量預(yù)測(cè)技術(shù)[J]. 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（2）：181-186.

[3]陳迅，陳聞杰，韓鵬，涂時(shí)亮，陳章龍. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道接入控制協(xié)議[J]. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2007（10）：1729-1734.

[4]周莉娟，陳光柱，羅成名. 采煤工作面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信信道建模[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2010（5）：722-726.

Research on multi channel communication technology in Wireless Sensor Networks

Fan Rucheng

Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co.，Ltd.，Guangdong Foshan 528000

This paper introduces the structure of wireless sensor network and wireless sensor multi channel communication technology，on this basis，emphasizes the importance of multi channel communication technology applied to wireless sensor network，finally，from different point of view，the existing technology problems are analyzed，and puts forward specific solutions.

wireless sensor networks；multi channel communication technology；research

TP212.9；TN929.5

A

1009-6434（2016）11-0078-02