基于協(xié)同式任務(wù)均衡的無線傳感網(wǎng)路由優(yōu)化算法研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)（Wireless Sensor Network，WSN）是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量廉價微型傳感器節(jié)點(diǎn)，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感網(wǎng)的三個要素。無線傳感網(wǎng)作為以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，路由協(xié)議則是其組網(wǎng)的基礎(chǔ)。如何高效的傳輸收集到的數(shù)據(jù)是一個重要的步驟，而路由協(xié)議解決了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸問題。盡

2、管在無線傳感網(wǎng)路由方面已有不少研究成果，但是還沒有一個以數(shù)據(jù)為中心，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)任務(wù)強(qiáng)度與無線信道特點(diǎn)的任務(wù)均衡的QoS路由協(xié)議。因此，本文研究了無線傳感網(wǎng)路由協(xié)議中的兩個問題:網(wǎng)絡(luò)任務(wù)強(qiáng)度與傳輸能力的關(guān)系、任務(wù)均衡路由協(xié)議的研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)本文應(yīng)用了任務(wù)強(qiáng)度的概念，任務(wù)強(qiáng)度可以表示網(wǎng)絡(luò)可以處理任務(wù)的能力。超過網(wǎng)絡(luò)的最大任務(wù)強(qiáng)度，網(wǎng)絡(luò)就會因?yàn)樘幚砟芰Σ粔蚨鴮?dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。任務(wù)強(qiáng)度的概念把無線傳感網(wǎng)傳輸能力和網(wǎng)絡(luò)的任

3、務(wù)分配聯(lián)系在一起。通過分析得到了網(wǎng)絡(luò)任務(wù)與傳輸能力之間的關(guān)系。在最優(yōu)化傳輸能力的分析過程中可以知道，無線信道的干擾、網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的分配、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，同時對如何設(shè)計(jì)有效的任務(wù)均衡路由提供了一定的啟發(fā)。
　　(2)通過任務(wù)強(qiáng)度與傳輸能力關(guān)系的啟發(fā)，本文提出了協(xié)同式任務(wù)均衡路由協(xié)議NIDR。該協(xié)議通過節(jié)點(diǎn)的深度信息作為均衡網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的前提，使用改進(jìn)了的AODV算法來得到網(wǎng)絡(luò)的最小生成樹拓?fù)?，并根?jù)此最小生成樹得到節(jié)點(diǎn)深度

4、。同時，結(jié)合了無線信道的特點(diǎn)，引入了節(jié)點(diǎn)間干擾度的概念。節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，會不斷迭代更新自身的干擾度，通過協(xié)同節(jié)點(diǎn)之間的干擾度信息，每個節(jié)點(diǎn)都有自己作為下一跳節(jié)點(diǎn)的度量。在進(jìn)行路由選擇時，借助多路徑中的節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)干擾度和節(jié)點(diǎn)能量指標(biāo)，動態(tài)的調(diào)整路由，使得網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的負(fù)載和能量分布更加均衡。
　　(3)使用OPNET Modeler仿真平臺對提出的NIDR算法進(jìn)行仿真。OPNET Modeler作為一個優(yōu)秀的仿真平臺工具，可以很