無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)角度協(xié)作路由協(xié)議的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，由低成本、低功耗、多功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)得到迅速發(fā)展。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中大量隨機(jī)分布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線通信的方式形成多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在軍事、災(zāi)難預(yù)警與救助、空間探測(cè)、環(huán)境和氣象監(jiān)測(cè)、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。協(xié)作分集作為一種可以有效抵抗無(wú)線多徑衰弱的虛擬多天線技術(shù)被融入到無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中呈冗余分布

2、的節(jié)點(diǎn)可以擁有一個(gè)或多個(gè)協(xié)作伙伴。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸本節(jié)點(diǎn)信息的過(guò)程中可以分時(shí)利用自身的空間信道及其協(xié)作伙伴的空間信道，從而獲得一定的空間分集增益。研究表明協(xié)作分集能夠大大降低自組織網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，基于協(xié)作通信的協(xié)作路由是一個(gè)新的研究領(lǐng)域。
　　 本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：
　　 (1)針對(duì)多徑衰落對(duì)無(wú)線通信的影響，介紹協(xié)作分集原理，并對(duì)協(xié)作分集實(shí)現(xiàn)的三大關(guān)鍵問(wèn)題：協(xié)作伙伴選擇問(wèn)題、中繼節(jié)點(diǎn)如何協(xié)作問(wèn)題、中繼節(jié)點(diǎn)何時(shí)協(xié)

3、作問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的介紹與分析。針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)，研究基于地理位置信息的路由協(xié)議，深入分析地理位置路由協(xié)議中的基本轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，通過(guò)比較幾種傳統(tǒng)的地理位置路由協(xié)議，重點(diǎn)闡述角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議。
　　 (2)在角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議和協(xié)作通信基礎(chǔ)上，著重研究角度協(xié)作路由協(xié)議。通過(guò)對(duì)角度協(xié)作路由協(xié)議的中斷概率仿真，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的距離是影響最佳中繼選擇的重要因素，并在ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位專業(yè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)硬件平臺(tái)上進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)

4、誤碼率和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的丟包率來(lái)驗(yàn)證仿真結(jié)果。
　　 (3)針對(duì)角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由選擇過(guò)程中距離對(duì)最佳中繼選擇的影響，對(duì)角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議中繼節(jié)點(diǎn)選擇算法進(jìn)行改進(jìn)，在角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議最佳中繼競(jìng)爭(zhēng)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上引入節(jié)點(diǎn)間距離因素，將角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由與貪婪邊界無(wú)狀態(tài)路由相結(jié)合，給出改進(jìn)中繼選擇算法，在相同角度信息下使用貪婪算法建立路由。
　　 (4)通過(guò)NS2網(wǎng)絡(luò)仿真分析比較改進(jìn)中繼選擇算法和角度隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路由選