WSN層次型路由協(xié)議研究——DARP協(xié)議.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)集傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)于一體，相互協(xié)作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或?qū)ο蟮男畔?，并?duì)其進(jìn)行處理，傳送到需要這些信息的用戶(hù)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)新的研究領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，能量受限是其最大的一個(gè)特點(diǎn)，因此，節(jié)能成為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)心的一個(gè)重要目標(biāo)，在研究無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需重點(diǎn)考慮能源、資源的有限性。本文從減少網(wǎng)絡(luò)能量消耗的角度出發(fā)，針對(duì)簇頭通信距離有

2、限的問(wèn)題，提出了一種基于數(shù)據(jù)融合的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)路層次型路由協(xié)議——DARP（Data Aggregation based Routing Protocol），將數(shù)據(jù)融合和路由協(xié)議相結(jié)合，通過(guò)均衡網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)能耗達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。
　　 本文首先對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域做了簡(jiǎn)要介紹；接著對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有層次型路由協(xié)議進(jìn)行了比較研究；然后研究和分析了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中減少能量消耗的手段，并在此基礎(chǔ)上

3、提出了協(xié)議DARP，建立了協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模型，給出了協(xié)議的前提假設(shè)以及形式化描述。該協(xié)議主要包括簇內(nèi)路由、簇間路由兩個(gè)方面：在簇內(nèi)路由方面，本文提出了一種簇內(nèi)路由協(xié)議——隔跳多路數(shù)據(jù)融合路由協(xié)議DARP_IHMDA（DARP_Interval-Hoop Multi-path Data Aggregation routing protocol）。該協(xié)議采用簇內(nèi)分區(qū)隔跳傳輸?shù)乃枷耄眯畔㈥?duì)列分區(qū)形成數(shù)據(jù)傳送Hamilton圈，將數(shù)據(jù)融合與路由

4、緊密結(jié)合，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)消耗的能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。在簇間路由方面，本文主要提出了兩個(gè)算法：連通支配集構(gòu)造算法DARP_MCDS（DARP_Minimum Connected Dominating Set algorithm）和基于最小反向多播樹(shù)的路由算法DARP_RMSPT（DARP_Reversing Multicast Shortest Path Tree based routing algorithm）。前者在拓?fù)渖?/p>

5、算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建更小的連通支配集，解決了簇頭有效通信距離問(wèn)題，為構(gòu)建更優(yōu)的路由提供了良好的通信基礎(chǔ)；后者在前者構(gòu)造的類(lèi)核心骨干網(wǎng)上構(gòu)建分布式最小反向多播樹(shù)，將孤立的簇連通起來(lái)，利用最短路徑樹(shù)實(shí)現(xiàn)簇間路由。以上兩種算法均只要求網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有局部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，克服了集中式算法需要收集整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌娜毕?，算法具有可伸縮性。
　　 最后，本文利用仿真工具NS2從網(wǎng)絡(luò)能量消耗、生存時(shí)間以及節(jié)點(diǎn)密度三方面分別對(duì)DARP協(xié)議進(jìn)行了