無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)GAF地理位置路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近年飛速發(fā)展，在醫(yī)療救護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面具有廣闊的運(yùn)用前景，成為本世紀(jì)信息技術(shù)中一個(gè)新的研究發(fā)展方向。由于傳感器節(jié)點(diǎn)本身的能量有限，能量有效的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議、路由協(xié)議、拓?fù)淇刂茩C(jī)制及應(yīng)用層協(xié)議等，是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧設(shè)計(jì)中必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。同時(shí)，多層協(xié)議協(xié)同設(shè)計(jì)的策略更有利于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)能耗性能的優(yōu)化。
　　目前，僅依靠網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議，即平面路由、層次路由、地理位置路由等算法，都不能有效的解決

2、降低全網(wǎng)能耗、平衡全網(wǎng)負(fù)載的問(wèn)題。GAF算法將拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、數(shù)據(jù)路由技術(shù)相結(jié)合，采用網(wǎng)絡(luò)分層和節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度策略，極大的節(jié)約了全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的空閑及監(jiān)聽(tīng)能耗，有效的延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命期。
　　本文以GAF算法為基礎(chǔ)，針對(duì)算法在全網(wǎng)拓?fù)鋭澐址绞缴系牟蛔憬o出三種改進(jìn)方案，以進(jìn)一步降低節(jié)點(diǎn)的能量消耗，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載平衡。首先，針對(duì)GAF算法固定的拓?fù)鋭澐址绞娇赡軐?dǎo)致每個(gè)簇中心附近的節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)大從而提前死亡的問(wèn)題，給出了一個(gè)簇循環(huán)移位方案，使全

3、網(wǎng)在滿(mǎn)足最小化簇內(nèi)能耗基礎(chǔ)上又可達(dá)到各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載平衡；其次，本文分析了一個(gè)單元格虛擬分層的拓?fù)涓倪M(jìn)方案，以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)無(wú)線發(fā)射功率不變的前提下擴(kuò)大單元格覆蓋面積，增加休眠節(jié)點(diǎn)數(shù)以節(jié)約全網(wǎng)能耗的目的；最后，針對(duì)GAF矩形的簇結(jié)構(gòu)限制了其對(duì)角線方向的網(wǎng)絡(luò)連通性問(wèn)題，給出一種非對(duì)稱(chēng)的簇分布算法，縮短了分組數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的傳輸距離，提高了路由效率。
　　本文采用Matlab軟件進(jìn)行仿真環(huán)境的搭建，對(duì)三種算法的性能進(jìn)行了理論及仿真分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果