基于Sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的WSN節(jié)能路由協(xié)議的研究

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、工業(yè)、民用等諸多方面擁有廣泛的應(yīng)用前景,是目前的研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的突出特點(diǎn)是在固定區(qū)域內(nèi)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)散布,節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)多跳方式進(jìn)行傳輸。帶來(lái)的突出問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)中越靠近匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)的周邊節(jié)點(diǎn)能量消耗越快,最終因?yàn)榭拷黃ink的周邊節(jié)點(diǎn)能量失效導(dǎo)致整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓狀態(tài)。近年來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展,在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中引進(jìn)多個(gè)可移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)成為可能,進(jìn)而解決了這個(gè)“熱點(diǎn)”問(wèn)題,但同時(shí)也給路由協(xié)議帶來(lái)了其他困難。 本文在介紹了當(dāng)前主要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的同時(shí),分析了引用可移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)和性能,并總結(jié)了當(dāng)前基于可移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)路由協(xié)議算法存在的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)TTDD[10]路由算法的性能分析,試圖在算法中設(shè)計(jì)一種可控的Sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)策略,實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的延長(zhǎng)。 本論文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新工作主要體現(xiàn)在以下幾方面： 1.對(duì)傳統(tǒng)靜態(tài)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的四類路由協(xié)議算法進(jìn)行研究比較,分析了它們?cè)跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)和不足。 2.對(duì)基于移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法進(jìn)行了分類及描述,并對(duì)現(xiàn)階段該類路由算法中應(yīng)用的Sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)策略進(jìn)行概述和比較。 3.設(shè)計(jì)了改進(jìn)型TTDD路由算法(ATTDD),在原有算法基礎(chǔ)上引入了基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的Sink節(jié)點(diǎn)可控移動(dòng)策略。通過(guò)對(duì)比SODD分析了其通信開(kāi)銷和冗余開(kāi)銷,改進(jìn)型TTDD路由算法在多移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中減少了大量的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷,從而延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。 4.在研究后期對(duì)改進(jìn)型TTDD路由算法進(jìn)行仿真分析,從網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間、數(shù)據(jù)包傳輸成功率和網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延三方面與TTDD路由算法做對(duì)比。從結(jié)果中得出結(jié)論：改進(jìn)型TTDD路由算法比原TTDD路由算法具有更好的數(shù)據(jù)包傳輸成功率而且在少量低速可移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。 【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 移動(dòng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) 移動(dòng)策略 網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP212.9;TN915.04
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-14
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究的目的和意義12-13
• 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)13-14
• 2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議概述14-25
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類14-15
• 2.2 以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議15-17
• 2.2.1 SPIN路由算法15-16
• 2.2.2 DD路由算法16-17
• 2.3 集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議17-20
• 2.3.1 LEACH路由算法17-19
• 2.3.2 TTDD路由算法19-20
• 2.4 地理位置信息的路由協(xié)議20-22
• 2.4.1 GPSR路由算法20-22
• 2.5 基于QoS的路由信息22-24
• 2.5.1 SAR協(xié)議22-23
• 2.5.2 SPEED協(xié)議23-24
• 2.6 路由協(xié)議性能綜述24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 3 基于可移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)的路由協(xié)議概述及移動(dòng)策略分析25-34
• 3.1 MSWSN路由協(xié)議分析與比較25-30
• 3.1.1 MSWSN路由協(xié)議的特征和分類26-28
• 3.1.2 MSWSN幾種典型路由協(xié)議的介紹28-30
• 3.1.3 MSWSN路由協(xié)議的比較30
• 3.2 MSWSN中Sink節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)策略分析30-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 4 改進(jìn)型TTDD路由算法及網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷分析34-47
• 4.1 改進(jìn)型TTDD路由算法通信法則的建立34-41
• 4.1.1 轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格的建立35-36
• 4.1.2 Sink節(jié)點(diǎn)在靜止?fàn)顟B(tài)下的數(shù)據(jù)查詢和接收36-37
• 4.1.3 Sink節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)策略37-41
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷分析41-46
• 4.2.1 參數(shù)與模型41-42
• 4.2.2 通信開(kāi)銷分析42-44
• 4.2.3 冗余開(kāi)銷分析44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 改進(jìn)型TTDD路由算法仿真及性能分析47-55
• 5.1 仿真環(huán)境47-48
• 5.2 數(shù)據(jù)包傳輸成功率仿真分析48-50
• 5.3 網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間仿真分析50-52
• 5.4 平均時(shí)延仿真分析52-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 6 總結(jié)及展望55-57
• 6.1 總結(jié)55
• 6.2 研究展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 作者簡(jiǎn)歷59-61
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集61

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