基于簇的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由及其魯棒性評(píng)估研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種低功耗自組織的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)一般采用微型化設(shè)計(jì)并使用電池供電，很難提供充足的能量供給，同時(shí)，一些不定因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響較大，因而，提高能效及數(shù)據(jù)傳輸可靠性是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題。本論文從網(wǎng)絡(luò)層研究了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的高能效性及高可靠性等關(guān)鍵問(wèn)題，構(gòu)建了基于簇的高能效無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了一種高可靠性的路由算法。同時(shí)，針對(duì)路由算法魯棒性強(qiáng)弱的評(píng)價(jià)問(wèn)題，本文在云理論的基礎(chǔ)上，提出了一種科學(xué)的評(píng)估

2、方法。此外，為了確定路由過(guò)程中的數(shù)據(jù)源或事發(fā)點(diǎn)的地理位置，論文也給出了一種節(jié)點(diǎn)自身定位算法。具體如下： 1、研究了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由中的區(qū)域劃分技術(shù)，提出一種基于雙基站功率控制的虛擬網(wǎng)格劃分方法，將大范圍的目標(biāo)區(qū)域劃分為多節(jié)點(diǎn)、小范圍的虛擬網(wǎng)格區(qū)域，并為每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域分配一個(gè)區(qū)域ID。 2、在虛擬網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一種并行、分布式、自組織的簇協(xié)議(ParallelDistributedSelf-Organizatio

3、nClusteringProtocol，PDSOCP)。該協(xié)議采用基于簇的層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量及節(jié)點(diǎn)在各自網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的相對(duì)位置競(jìng)選簇頭，使選擇的簇頭更具合理性，簇頭節(jié)點(diǎn)依據(jù)其區(qū)域ID自適應(yīng)的建立路由。研究表明，算法有效提高了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能效，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期。 3、PDSOCP建立的路由采用的是單播模式，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆⒉桓?，為了解決不可靠節(jié)點(diǎn)和易失無(wú)線(xiàn)鏈路面臨的數(shù)據(jù)傳輸可靠性問(wèn)題，提出了一種基于虛擬網(wǎng)格劃分的高

4、可靠性路由算法(Grid-basedHighReliabilityRouting，GHRR)。GHRR算法建立了基于區(qū)域ID的梯度域，數(shù)據(jù)沿著源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的“信息傳送帶”進(jìn)行傳輸，而不局限于單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收發(fā)。論文從理論和仿真兩個(gè)角度對(duì)GHRR算法的可靠性、鏈路負(fù)荷、能耗等參數(shù)進(jìn)行了分析，經(jīng)過(guò)與同類(lèi)算法的比較，得到較好結(jié)果。 4、數(shù)據(jù)來(lái)源或者事發(fā)點(diǎn)的地理位置在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中占有舉足輕重的地位，沒(méi)有位置信息的數(shù)據(jù)是沒(méi)有

5、實(shí)際意義的，雖然PDSOCP實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)源所屬區(qū)域的定位，但定位精度不高。為此，本文基于質(zhì)心定位技術(shù)，提出一種基于功率控制的質(zhì)心定位算法(CentroidLocalizationAlgorithmbasedonPowerControl，CLAPC)，進(jìn)一步提高了定位精度。 5、為了更為科學(xué)的衡量路由算法對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力，本文對(duì)路由魯棒性的評(píng)估問(wèn)題做出了有益的探索。分析了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)魯棒性評(píng)估的特點(diǎn)，在云理論的基礎(chǔ)上，建立了路