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内容提要 概述 故障模型 故障检测 故障修复 可靠性协议 内容提要 概述 故障模型 故障检测 故障修复 可靠性协议 概述 以往容错研究关注的领域: 大规模集成电路 分布式系统 数据库 互联网 …… 概述 容错方面的术语: 故障(Fault) 差错(Error) 失效(Failure) 可靠性(Dependability) …… 概述 WSN容错的重要性: 技术和实现因素。通常需要直接暴露在环境中,在受到成本和能量限制的同时,需要完成一系列的任务。 无线传感器网络是一个新兴的研究和工程领域,处理特定问题的最优方法还不明确。 无线传感器网络的应用模式。无线传感器网络通常是运行在无人干预模式,它们需要具有更强的容错能力。 概述 大鸭岛试验结果 概述----一个容错实例 用声音、高度两个特征区分一间办公室的六个人 内容提要 概述 故障模型 故障检测 故障修复 可靠性协议 故障模型 部件故障 传感、供电、通信等部件发生故障,测量值偏离了实际值 节点故障 节点无法连上网络 故障模型 故障模型 传感部件故障 固定故障 偏移故障 倍数故障 方差下降故障 内容提要 概述 故障模型 故障检测 故障修复 可靠性协议 故障检测 部件故障检测 基于空间相关性 基于贝叶斯网络 节点故障检测 集中式 分布式 部件故障检测 基于空间相关性 除了节点n或节点8,其它节点都感应到事件发生 部件故障检测 基于空间相关性 节点n在三个可信节点的三角区域内 部件故障检测 比较策略 多数投票 均值 中值 …… 部件故障检测 决策判断实例 部件故障检测 加权中值判断结果 部件故障检测 加权中值判断结果 部件故障检测 基于贝叶斯网络 贝叶斯信任网络包含一个有向图和与之对应的概率表集合。有向图中的顶点表示变量,边表示变量之间的影响关系。贝叶斯信任网络的关键特征是能够模型化并推理出不确定因素。模型化节点间的可靠关系是通过节点概率表实现。 部件故障检测 基于贝叶斯网络----以大鸭岛试验为例 部件故障检测 基于贝叶斯网络----以大鸭岛试验为例 部件故障检测 基于贝叶斯网络----以大鸭岛试验为例 部件故障检测 基于贝叶斯网络----以大鸭岛试验为例 节点故障检测 集中式故障检测 节点故障检测 集中式故障检测 节点故障检测 分布式故障检测 内容提要 概述 故障模型 故障检测 故障修复 可靠性协议 故障修复 基于连接的修复 部署k连通拓扑 非k连通图 基于覆盖的修复 故障修复 基于连接的修复 ----部署k连通拓扑 故障修复 基于连接的修复 ----部署k连通拓扑 故障修复 基于连接的修复 ----部署k连通拓扑 在完全图中找最小代价的K连通子图的算法 集中式 分布式 故障修复 基于连接的修复 ----非k连通拓扑 故障修复 基于连接的修复 ----非k连通拓扑 故障修复 基于连接的修复 ----选择容错节点 故障修复 基于覆盖的修复 故障修复 基于覆盖的修复 故障修复 基于覆盖的修复 内容提要 概述 故障模型 故障检测 故障修复 可靠性协议 可靠性协议 物理层 链路层 网络层 传输层 可靠性协议 物理层 物理层是实现无线网络通信的基石,其可靠性能的优劣直接影响到整个系统的容错能力。物理层主要负责数据的编码调制、解调解码、发送与接收。对于无线传感器网络节点间的通信,为了使得数据能够被可靠地传输或接收,必须要做到高的接收机灵敏度、低的背景噪声及较强的抗干扰能力。 可靠性协议 链路层 数据链路层主要负责数据流的多路选择、数据帧侦测、媒介访问、差错控制 ,保证了点到点、点到多点的可靠性链接。媒介访问控制为数据传输建立通信链路,并提供对共享媒介的公平、有效的访问。它需要减少或避免媒介中的包冲突。 差错控制主要采用自动重发请求(ARQ)和前向纠错(FEC)。 可靠性协议 网络层 可靠性协议 网络层 可靠性协议 传输层 可靠性协议 传输层 可靠性协议 传输层 ---- 从汇聚节点到传感节点的传输 PSFQ(Pump Slowly, Fetch Quickly)为无线传感器网络的重编程或重新指定任务提供了可靠传输,并提供了到接收端延迟保证。源节点低速向网络注入数据包以避免网络拥塞,接收节点有足够的时间来检测这些数据包是否丢失,假如发生丢失就请求重传。当节点收到的包序号不等于上一个包序号加1,那么就认为有包丢失。这个节点在收到正确的包之前停止继续发送包。 可靠性协议 传输层 ---- 从汇聚节点到传感节点的传输
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