本文關鍵詞：面向無線傳感器網(wǎng)絡中匯聚樹路由協(xié)議研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由大量的傳感器節(jié)點組成,該節(jié)點具有信息采集、存儲轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)計算處理和無線通信能力,它們通過多跳自組織方式形成分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)。WSNs應用涉及的領域非常普遍,如軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、搶險救災以及商業(yè)應用等,因此吸引著眾多國內(nèi)外學者從事該領域的研究。因為WSNs中的節(jié)點能量有限、存儲容量固定等自身特點受限,所以最大化網(wǎng)絡能量均衡、保障數(shù)據(jù)傳輸可靠性、高效率傳輸為前提的路由研究已成為WSNs研究的熱點。但考慮到網(wǎng)絡生命周期、時延性、可靠性、能量均衡等多約束條件的路由協(xié)議設計已被證明是NP-Hard問題。如何最大化接近最優(yōu)值對WSNs有著重要的理論和實際研究意義。路由協(xié)議主要作用是負責路由的發(fā)現(xiàn)和維護,確保網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)包能夠?qū)崟r地、有效地從采集節(jié)點以一跳或多跳方式發(fā)送到匯聚節(jié)點。然而它的設計好壞將直接影響到網(wǎng)絡的生命周期、可靠性、時延性、丟包率等。因此,設計一種高效的路由協(xié)議對WSNs顯得非常重要。本文研究的內(nèi)容主要有以下幾點：(1)對WSNs及其路由協(xié)議研究現(xiàn)狀進行了綜述,并介紹了WSNs的體系結(jié)構(gòu)、軟件協(xié)議棧、關鍵問題等。之后詳細介紹WSNs路由協(xié)議的基本概念、路由協(xié)議具有的特點、路由協(xié)議設計要求和分類,并介紹了七種典型的路由協(xié)議,從是否具有節(jié)能性、數(shù)據(jù)融合、可擴展性、健壯性、支持服務質(zhì)量等幾個方面進行了分析比較。(2)簡要的描述了匯聚樹協(xié)議,分析了目前學者提出的改進協(xié)議具有哪些缺點,之后本文提出改進后的I-CTP協(xié)議,該協(xié)議通過傳輸期望值指明路由包和數(shù)據(jù)包傳輸路徑,并在傳輸過程中考慮下一跳鄰居節(jié)點的剩余能量以實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)絡能耗均衡。經(jīng)過仿真實驗表明,改進后的I-CTP協(xié)議能減少傳輸時延,提高網(wǎng)絡能量均衡,延長網(wǎng)絡壽命。(3)為了使數(shù)據(jù)包在傳輸過程中滿足一定的可靠性,引入可靠性因素,在滿足可靠性前提下進一步分析路由幀的數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),引入傳輸時延ATT。進而設計出QRE-CTP路由協(xié)議,該協(xié)議在確保可靠性前提下,滿足最小傳輸時延,進而考慮節(jié)點的剩余能量。本協(xié)議在確定下一跳路徑中綜合考慮了鏈路質(zhì)量值、傳輸時延和節(jié)點剩余能量三種影響因素,有效的降低網(wǎng)絡丟包率和傳輸時延,提高了網(wǎng)絡生命周期。
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN915.04

【參考文獻】

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1 吳三柱;吳三斌;李成博;王小明;;基于能量感知的無線傳感器網(wǎng)絡CTP路由算法[J];計算機應用研究;2014年11期

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1 何朝娟;基于TinyOS的路由層數(shù)據(jù)融合的研究及實現(xiàn)[D];電子科技大學;2011年

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本文編號：1219277