無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種綜合了檢測(cè)、無線通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用于數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)淖灾蜗到y(tǒng)，由大量的散布在工作區(qū)域中具有無線通信、傳感和數(shù)據(jù)處理能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。由于無線傳感器承擔(dān)了檢測(cè)、處理和通信等多種任務(wù)消耗了大量能量和無線帶寬，因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨著較大的能量和帶寬等資源壓力，需要采用合理節(jié)能的路由算法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組的多跳傳輸，路由算法設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是如何高效使用節(jié)點(diǎn)能量資源、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。本文對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)路由算法

2、進(jìn)行了深入研究，內(nèi)容主要包括以下兩個(gè)方面:
　　 (1)針對(duì)現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)路由算法在下行路由創(chuàng)建過程和能量更新機(jī)制中存在冗余控制開銷的問題，本文提出一種采用跨層和功率控制機(jī)制，具有節(jié)能功能的雙向最小跳數(shù)路由算法(Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing，CEBR):無需使用專門的控制分組，采用源路由方式以較小開銷建立從Sink節(jié)點(diǎn)通往傳感器節(jié)點(diǎn)的下行路由;通

3、過跨層信息共享，定期采集節(jié)點(diǎn)剩余能量信息并按需發(fā)布;設(shè)計(jì)使用含跳數(shù)和節(jié)點(diǎn)剩余能量的合成路由度量標(biāo)準(zhǔn)，減少節(jié)點(diǎn)能量和網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗的同時(shí)均衡節(jié)點(diǎn)能耗;結(jié)合RSSI(Received Signal Strength Indication)測(cè)距實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率控制從而在數(shù)據(jù)及查詢分組發(fā)送過程中節(jié)約節(jié)點(diǎn)能量。理論分析表明了CEBR的有效性;仿真結(jié)果顯示:與現(xiàn)有的典型相關(guān)算法相比，CEBR能夠在建立雙向最小跳數(shù)路由的前提下，至少降低34.5％的歸一

4、化控制開銷和27.12％的數(shù)據(jù)分組平均能耗，并使網(wǎng)絡(luò)生存期延長(zhǎng)18.98％以上。
　　 (2)針對(duì)現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)路由算法在路由維護(hù)過程中存在的數(shù)據(jù)分組能耗和時(shí)延過大等問題，本文提出了一種基于最小跳數(shù)的分布式路由維護(hù)方法(Distributed Routing Maintenance based on Minimum Hop，DRMMH)，無需專門的控制分組，在ACK分組中攜帶節(jié)點(diǎn)自己和其父節(jié)點(diǎn)的能量信息，路由選擇時(shí)能

5、夠考慮兩跳范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)能量信息，均衡節(jié)點(diǎn)能量消耗;節(jié)點(diǎn)在發(fā)現(xiàn)自己的跳數(shù)信息因?yàn)猷従庸?jié)點(diǎn)的死亡或移動(dòng)而改變后，主動(dòng)向鄰居節(jié)點(diǎn)更新自己的跳數(shù)信息，減少數(shù)據(jù)分組傳輸跳數(shù)，降低數(shù)據(jù)分組能耗和時(shí)延。理論分析和仿真結(jié)果都表明，DRMMH能夠提高數(shù)據(jù)分組平均能量消耗，降低數(shù)據(jù)分組端到端時(shí)延，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)路由算法由于采用平面拓?fù)?，?fù)雜度較低，易于實(shí)現(xiàn)，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)中值得深入研究的領(lǐng)域，希望本文工作能