WSN中節(jié)能機會路由協(xié)議的研究

【摘要】：路由技術(shù)是WSN的關(guān)鍵技術(shù)，也是影響其整體性能最重要的因素之一。WSN中的路由協(xié)議大多數(shù)是將有線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議移植過來的，其事先確定一條端到端的路徑的做法不適合鏈路狀態(tài)不穩(wěn)定的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。機會路由充分利用了無線信道質(zhì)量時變性及廣播特性，有效的提高了無線網(wǎng)絡(luò)性能，成為無線領(lǐng)域研究的熱點之一。因為WSN中電池能量有限且不易更換，所以WSN中設(shè)計機會路由時將節(jié)約能量和能量高效的應(yīng)用作為重要的任務(wù)。本文對機會路由在節(jié)能方面進行了研究。 首先，本文在查閱大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的背景與意義，并闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳統(tǒng)路由協(xié)議與機會路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀。 其次，針對IETX路由度量容易造成網(wǎng)絡(luò)能量消耗不均的缺點，本文提出了一種基于能量約束的EIETX路由度量。同時針對機會路由中轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇的問題，將EIETX路由度量用在機會路由下轉(zhuǎn)發(fā)候選集的選擇中去，從而提出了一種基于EIETX的轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇策略，這種策略均衡了網(wǎng)絡(luò)能量消耗，延長了網(wǎng)絡(luò)生命周期。 再次，提出了一種節(jié)能的機會路由協(xié)議APExOR，其中針對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點統(tǒng)一的發(fā)射功率浪費節(jié)點能量的缺點，建立轉(zhuǎn)發(fā)能效模型，之后利用轉(zhuǎn)發(fā)能效模型優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)候選集和節(jié)點發(fā)射功率，提出了一種優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)候選集和自適應(yīng)調(diào)節(jié)功率的算法。 最后，采用NS2仿真平臺對EIETX路由度量與APExOR協(xié)議做仿真實驗。仿真結(jié)果表明， EIETX路由度量指標(biāo)相對于IETX路由度量指標(biāo)均衡了網(wǎng)絡(luò)能量的消耗，同時APExOR協(xié)議相對于ExOR協(xié)議性能有了提升。 【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 機會路由 轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇策略 轉(zhuǎn)發(fā)能效模型 自適應(yīng)功率調(diào)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景及研究意義10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究內(nèi)容及主要工作15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 機會路由的相關(guān)技術(shù)及研究17-27
• 2.1 機會路由17-19
• 2.1.1 機會路由實現(xiàn)的步驟17-18
• 2.1.2 機會路由與傳統(tǒng)路由比較18-19
• 2.2 機會路由的分類19-23
• 2.2.1 基于端到端最短路徑19-21
• 2.2.2 基于端到端迭代策略21-22
• 2.2.3 基于地理位置策略22-23
• 2.2.4 基于網(wǎng)絡(luò)編碼策略23
• 2.3 節(jié)能路由機制23-26
• 2.3.1 總能量消耗的最小化23-24
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)生存時間的最大化24-25
• 2.3.3 基于路由可靠性的節(jié)能策略25-26
• 2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)下機會路由面臨的挑戰(zhàn)26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于 EIETX 的轉(zhuǎn)發(fā)候選集的選擇27-33
• 3.1 引言27
• 3.2 IETX 路由度量標(biāo)準(zhǔn)27-29
• 3.2.1 LQI、RSSI 與包接收率的關(guān)系27-28
• 3.2.2 IETX 路由度量28-29
• 3.3 基于 EIETX 的轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇策略29-32
• 3.3.1 EIETX 路由度量29-30
• 3.3.2 基于 EIETX 的轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇策略30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 APExOR 協(xié)議33-47
• 4.1 引言33
• 4.2 功率控制技術(shù)33-36
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)層上的功率控制33-34
• 4.2.2 鏈路層上的功率控制34-36
• 4.2.3 跨層功率控制36
• 4.3 APExOR 協(xié)議36-46
• 4.3.1 APExOR 協(xié)議實現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)37-39
• 4.3.2 初始轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇39-40
• 4.3.3 轉(zhuǎn)發(fā)能效模型40-43
• 4.3.4 優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)候選集和自適應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)射功率算法描述43-44
• 4.3.5 APExOR 協(xié)議中表的更新與維護44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 仿真實驗與性能分析47-56
• 5.1 NS2 平臺介紹47-49
• 5.1.1 NS2 的原理47-48
• 5.1.2 向 NS2 中添加協(xié)議的步驟48-49
• 5.2 性能評價指標(biāo)49-50
• 5.3 仿真環(huán)境設(shè)置50-51
• 5.3.1 基于 EIETX 轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇策略仿真環(huán)境設(shè)置50-51
• 5.3.2 APExOR 協(xié)議實驗仿真環(huán)境設(shè)置51
• 5.4 實驗結(jié)果及分析51-55
• 5.4.1 基于 EIETX 轉(zhuǎn)發(fā)候選集選擇策略的實驗結(jié)果及分析52-53
• 5.4.2 APExOR 協(xié)議實驗仿真結(jié)果及分析53-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果62-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

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