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无线传感器网络下QoS路由算法研究的任务书
任务书
一、背景和研究意义
无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是指由大量被部署在野外或特定环境之中的、低成本、小型化、低功耗电池供电的单元节点组成的一个多级分层结构，它能够感知环境各种物理量，将这些信息收集、传输、处理和存储，从而实现对环境的智能监测和控制，并为外部应用提供数据服务。WSN由于其低成本、低功耗和自组织等优点，已经广泛应用于智能交通、环境监测、智能家居、智能农业、医疗监护等领域。其中，QoS（QualityofService）路由技术是无线传感器网络中非常重要的一项技术，它能够有效保证网络的数据传输质量和网络吞吐量，提高数据传输的可靠性和稳健性。
随着无线传感器网络的应用范围越来越广、任务越来越复杂，对QoS路由算法的需求也日益增加。但是，由于传感器节点通常具有资源受限、能量有限、计算能力弱等特点，因此如何在满足QoS要求的同时，尽可能地节约网络资源和节点能量，是当前WSN中QoS路由算法研究的重要任务之一。
因此，本研究将深入探讨在无线传感器网络中QoS路由算法的设计和优化，旨在提高无线传感器网络的效率和可靠性，为实际应用提供技术支持和理论指导。
二、研究目标
1.研究QoS路由算法，掌握并比较QoS路由算法的策略和优缺点；
2.探讨在无线传感器网络中进行QoS路由时关键技术的挑战和瓶颈；
3.分析现有的无线传感器网络QoS路由算法在能耗和网络负载等方面存在的问题，提出优化措施；
4.设计一种适合无线传感器网络的QoS路由算法，优化算法的能耗和网络负载等方面的性能。
三、研究内容
1.回顾WSN中常用的路由协议和QoS路由技术，分析其优劣势和适用范围；
2.深入研究无线传感器网络中QoS路由过程中面临的问题，包括能耗、拓朴控制和链路质量等方面的挑战，分析现有算法的不足以及存在的问题；
3.对现有的QoS路由算法进行评估和比较，重点研究其中的一些优秀算法，包括DPR（DynamicProbabilityRouting）、EDF（EarliestDeadlineFirst）和ECOS（Energy-AwareCross-LayerOptimizationforSinkMobility）等；
4.提出针对无线传感器网络的QoS路由算法，优化算法的能耗和网络负载等性能，使算法在实际环境中能够更好地应用。
四、研究方法和技术路线
1.研究方法：文献调研、理论分析、模型建立、算法设计和仿真验证等方法；
2.技术路线：
（1）文献调研和研究QoS路由算法的基本原理，对常用的QoS路由算法进行分类和总结。
（2）分析现有算法的不足，提出针对无线传感器网络的QoS路由算法，考虑实际应用环境下的问题。
（3）建立仿真模型，对设计的算法进行仿真验证，并与其他常用算法进行比较，以验证所提出算法的优越性和有效性。
（4）对仿真测试结果进行实际数据分析和处理，进一步验证算法的优劣。
五、预期成果
1.对QoS路由算法的研究和比较，分析其优缺点和适用范围；
2.对WSN中进行QoS路由时面临的问题的研究，及现有算法的不足；
3.设计一种适合无线传感器网络的QoS路由算法，优化算法的能耗和网络负载等性能；
4.仿真验证算法的有效性和优越性，为无线传感器网络中QoS路由算法的实际应用提供一定的技术支持和理论指导。
六、参考文献
[1]蒲宇钢,吕民.现代无线传感器网络设计[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2]张冬冬,梁智勇.无线传感器网络QoS路由技术[J].计算机工程与应用,2017,53(7):20-25.
[3]GhattasM,Abou-EllaA.Dynamicprobabilityroutingprotocolforwirelesssensornetworks[J].ProcediaComputerScience,2016,83:80-87.
[4]TarekSF,DingW,etal.Energy-AwareCross-LayerOptimizationforSinkMobilityinWirelessSensorNetworks[J].IEEETransactionsonMobileComputing,2013,12(9):1768-1783.
[5]HamidianA,FathyM,SajadianN.QoSroutingalgorithmforwirelesssensornetworksbasedonspiraldynamicalgorithm[C].IEEEINFOCOM2017-IEEEConferenceonComputerCommunicationsWorkshops,2017:789-794.