無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于跨層設(shè)計(jì)的路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣,具體的應(yīng)用需求也越來越高,作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心部分,路由協(xié)議已經(jīng)被研究者認(rèn)為是影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的重要方面。一個(gè)性能良好的路由協(xié)議能夠提高信息的傳輸速率,降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗,增加網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行時(shí)間,從整體上提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。然而,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信道的容量隨著網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境、控制參數(shù)的變化而不斷發(fā)生變化,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠嘧?傳統(tǒng)的分層路由協(xié)議無法保證較高的QoS,而且傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議保持了各層設(shè)計(jì)的獨(dú)立

2、性,不適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需要。因此,研究出性能良好的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的跨層路由協(xié)議仍然具有重大意義。
　　首先論文介紹了典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要概念和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)相關(guān)知識進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,接著分析了跨層設(shè)計(jì)的必要性和研究方法,并在此基礎(chǔ)上對跨層設(shè)計(jì)的協(xié)議體系框架做了重點(diǎn)介紹。最后分別從路由協(xié)議的特點(diǎn)和未來研究面對的挑戰(zhàn)兩個(gè)方面出發(fā),詳細(xì)介紹了當(dāng)前傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。
　　然后論文提出了一種跨層設(shè)

3、計(jì)的CLAR(Cross-layer Adaptive Routing)協(xié)議。針對國內(nèi)外現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層路由協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí),沒有考慮在發(fā)送路由控制報(bào)文前的無線網(wǎng)絡(luò)信道狀態(tài)的問題,論文將當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)信道的狀態(tài)納入跨層路由設(shè)計(jì)的考慮因素中。在CLAR協(xié)議的設(shè)計(jì)中,在節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送的RREQ(Received Route Request)報(bào)文中加入CQI(Channel Quality Indicator)字段,接收節(jié)點(diǎn)接收到RREQ報(bào)文

4、后通過CQI的值判斷當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),如果無線網(wǎng)絡(luò)滿足要求則經(jīng)過處理后返回RREP(Route Reply)報(bào)文,之后更新路由表。最后論文通過對CLAR協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并與DSR(Dynamic Source Routing)協(xié)議在性能評價(jià)指標(biāo)上進(jìn)行對比,仿真結(jié)果表明應(yīng)用CLAR協(xié)議能夠減小傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗,降低網(wǎng)絡(luò)延遲,提高了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間和性能。
　　最后論文提出了一種改進(jìn)的路由協(xié)議:跨層能量均衡分簇路由協(xié)議