[发明专利]无线传感器网络链路质量评估方法

说明书

本发明公开了一种无线传感器网络链路质量评估方法，通过对无线传感器网络的分解，将链路质量评估抽象为一个多属性决策过程。选取链路传输效率、链路波动程度和接收信号强度作为链路质量的评估属性，采用包接收率、信噪比均方差和接收信号强度均值分别量化评估属性，采用最小值对缺失信息填充。考虑到链路环境的复杂性和链路质量标准的不统一，采用水平方法对多个探测周期内链路质量信息进行模糊化，采用改进的熵值法计算各评估属性对链路质量的影响程度，采用改进的理想解法综合各评估属性，以相对贴近度度量链路质量。其优点在于：模糊化方法考虑了链路环境的复杂性和链路质量标准的不统一，使链路质量的评估结果更加可靠。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络链路质量评估技术领域，特别是涉及一种无线传感器网络链路质量评估方法。

背景技术

无线传感器网络作为物联网感知信息的收集部分，对物联网的各项功能的实施提供了保障，广泛应用于物品的辨别、定位、跟踪，和物理世界的实时监控和智能管理等。

传感器节点受能量、存储、通信能力的限制，以及环境中的噪声、干扰、多径效应等影响，导致节点间链路质量极不可靠。

链路质量大体上可通过两种方式获取：一是统计某个时间段内接收的数据包，通过这类方式得到的链路质量能够平滑链路波动，但是对链路中的变化反映不够及时，评估结果不够全面，影响了链路质量评估结果的可靠性；二是由无线链路某个时刻的物理特性获得，通过这类方式得到的链路质量能够对链路状态的变化做出迅速的反应，但是极易受到不确定因素的影响，因此，也会导致链路质量评估结果的可靠性较差。

发明内容

为解决上述无线传感器网络中链路质量评估方法存在的问题，本发明提供了一种无线传感器网络链路质量评估方法，具体是采用不确定多属性决策理论评估链路质量的方法。

一种无线传感器网络链路质量评估方法，构建链路质量评估体系，采用水平化方法对属性值进行模糊化，采用改进的熵值法计算各评估属性的权重，采用改进的理想解法计算相对贴近度，即链路质量，具体包括如下步骤：

S1，构建链路质量评估体系，包括步骤S11～S15：

S11，以一个探测周期内的链路传输效率、链路的波动程度和接收信号强度作为链路的评估属性，采用包接收率PRR、信噪比均方差Dv(SNR)和接收信号强度指示均值μ(RSSI)量化各评估属性；

S12，采用最小值分别对探测周期内缺失的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，采用计算链路的波动程度；其中：SNR_i是该探测周期内第i个数据包的信噪比；

S14，采用计算接收信号强度；其中：RSSI_i是该探测周期内第i个数据包的接收信号强度；

S15，记录T个探测周期的链路传输效率、链路的波动程度和接收信号强度信息，以T个探测周期作为链路质量的一个评估周期；

S2，采用水平化方法对属性值进行模糊化，包括步骤S21～S23：

S21，采用计算T个探测周期内各评估属性的均值；其中：a表示链路质量的评估属性，a_j是第j个探测周期该评估属性的属性值；

S22，采用计算T个探测周期内各评估属性的方差；其中：a表示链路质量的评估属性，a_j是第j个探测周期该评估属性的属性值；

S23，采用计算各评估属性的模糊值；其中：a表示链路质量的评估属性；

S3，采用改进的熵值法计算各评估属性的权重，包括步骤S31～S34：