三維空間下傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的節(jié)能分簇路由協(xié)議研究

【摘要】：移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具備感知、處理、移動(dòng)、通信等功能,與靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)相比節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的改變。傳統(tǒng)的靜態(tài)路由協(xié)議應(yīng)用于移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t或丟失,浪費(fèi)節(jié)點(diǎn)過(guò)多能量。此外,由于部分無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的研究不再局限于二維平面,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在三維空間中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,本文針對(duì)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了能量有效的三維路由協(xié)議。 首先,將傳統(tǒng)的LEACH分簇協(xié)議拓展到三維空間下實(shí)現(xiàn)了3D-LEACH協(xié)議,并對(duì)其簇首選擇機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)了3D-LEACH-D協(xié)議,相同網(wǎng)絡(luò)條件下將3D-LEACH-D協(xié)議與傳統(tǒng)的3D-LEACH協(xié)議、3D-DEEC協(xié)議做比較,結(jié)果顯示3D-LEACH-D協(xié)議節(jié)能效果良好。 其次,提出了三維空間下節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的節(jié)能路由協(xié)議3D-NMEERPL協(xié)議,該協(xié)議對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)模型做了詳細(xì)的描述,協(xié)議建立階段設(shè)計(jì)了簇首數(shù)目計(jì)算公式并優(yōu)化了簇首選擇閾值公式。在數(shù)據(jù)傳輸階段,設(shè)計(jì)了基于分塊和多跳的簇內(nèi)路由和簇間路由機(jī)制,使網(wǎng)絡(luò)中各傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗更均衡。 最后,將3D-NMEERPL路由協(xié)議移植到MATLAB仿真平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試,其仿真結(jié)果分別與3D-DEEC協(xié)議、3D-LEACH-D協(xié)議進(jìn)行對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明3D-NMEERPL路由協(xié)議比其它兩種協(xié)議有效的延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命,降低了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗,節(jié)能效果良好。 【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇 節(jié)點(diǎn)移動(dòng) 節(jié)能 多跳
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 三維移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)算法的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.1.1 移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)算法的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展8-9
• 1.1.2 三維無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展9-10
• 1.2 課題背景10-11
• 1.2.1 三維空間下路由的應(yīng)用10
• 1.2.2 移動(dòng)路由的應(yīng)用10-11
• 1.3 課題研究目的和意義11
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排12-14
• 2 典型路由協(xié)議的分析14-22
• 2.1 路由算法和路由協(xié)議14-16
• 2.1.1 路由協(xié)議設(shè)計(jì)的目標(biāo)和性能考量標(biāo)準(zhǔn)14-15
• 2.1.2 路由算法原理15
• 2.1.3 路由協(xié)議的分類15-16
• 2.2 典型無(wú)線路由協(xié)議分析16-20
• 2.2.1 平面路由協(xié)議16-18
• 2.2.2 分層路由協(xié)議18-20
• 2.3 典型路由協(xié)議的比較20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 3D-LEACH-D協(xié)議的設(shè)計(jì)22-38
• 3.1 LEACH分簇協(xié)議的詳細(xì)分析22-27
• 3.1.1 Set-up簇建立階段22-23
• 3.1.2 Steady-state穩(wěn)定傳輸階段23-25
• 3.1.3 LEACH協(xié)議的性能分析25-27
• 3.2 3D-LEACH-D協(xié)議模型介紹27-28
• 3.2.1 3D-LEACH-D協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模型27
• 3.2.2 3D-LEACH-D協(xié)議的無(wú)線通訊模型27-28
• 3.3 3D-LEACH-D協(xié)議簇的建立28-31
• 3.3.1 3D-LEACH-D協(xié)議最優(yōu)簇首數(shù)目的確定28-30
• 3.3.2 3D-LEACH-D協(xié)議閾值T(n)的定義30-31
• 3.4 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析31-35
• 3.4.1 仿真參數(shù)31
• 3.4.2 基于小網(wǎng)絡(luò)空間協(xié)議的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析31-33
• 3.4.3 基于大網(wǎng)絡(luò)空間協(xié)議的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-38
• 4 一種三維空間下節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的分塊路由算法(3D-NMEERPL協(xié)議)38-58
• 4.1 算法簡(jiǎn)述38
• 4.2 傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模型38-40
• 4.2.1 幾種典型的隨機(jī)移動(dòng)模型39
• 4.2.2 本文協(xié)議所采用的隨機(jī)移動(dòng)模型39-40
• 4.3 3D-NMEERPL協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模型40-42
• 4.3.1 3D-NMPPREL協(xié)議實(shí)現(xiàn)的前提條件40-41
• 4.3.2 3D-NMPPREL協(xié)議的能耗模型和數(shù)據(jù)聚合模型41-42
• 4.4 3D-NMEERPL協(xié)議建立42-48
• 4.4.1 網(wǎng)絡(luò)分塊與節(jié)點(diǎn)密度42-44
• 4.4.2 3D-NMEERPL協(xié)議最優(yōu)簇首個(gè)數(shù)的計(jì)算44-46
• 4.4.3 3D-NMEERPL協(xié)議簇首選擇閾值公式的設(shè)計(jì)46-48
• 4.4.4 3D-NMEERPL協(xié)議建立總過(guò)程48
• 4.5 3D-NMEERPL協(xié)議路由多跳機(jī)制48-55
• 4.5.1 單跳路由與多跳路由的對(duì)比49-50
• 4.5.2 簇內(nèi)路由多跳機(jī)制50-52
• 4.5.3 簇間路由多跳機(jī)制52-55
• 4.6 本章小結(jié)55-58
• 5 實(shí)驗(yàn)仿真及結(jié)果分析58-76
• 5.1 MATLAB仿真軟件介紹58-59
• 5.1.1 Matlab概述58
• 5.1.2 Matlab的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)58-59
• 5.2 協(xié)議性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)59-60
• 5.3 協(xié)議仿真結(jié)果及分析60-75
• 5.3.1 仿真參數(shù)和環(huán)境60-61
• 5.3.2 基于小移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空間協(xié)議的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析61-70
• 5.3.3 基于較大移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空間的協(xié)議實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析70-75
• 5.4 總結(jié)75-76
• 6 總結(jié)與展望76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84

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基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)    郭鳳儀;么新鵬;陳忠華;房川軍;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議綜述    高棟梁;張俊虎;姜圣;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議綜述    曹建玲;任智;

淺談無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)    張菁;陳利學(xué);

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