本文關(guān)鍵詞：低功耗有損網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議（RPL）優(yōu)化算法

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【摘要】：隨著傳感技術(shù)、通信信息基礎(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新興技術(shù)手段的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)概念受到越來越多的關(guān)注和青睞,也逐步在各行各業(yè)中有所應(yīng)用。低功耗有損網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)概念的一種主流實(shí)現(xiàn)方案,引起了世界范圍內(nèi)學(xué)者和專家的關(guān)注。低功耗有損網(wǎng)絡(luò)具有功率低、節(jié)點(diǎn)能力有限、地址資源豐富的特點(diǎn),因而低功耗有損網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)路由協(xié)議的有效性和科學(xué)性便至關(guān)重要。低功耗有損網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議(Routing Protocol for LLNs,RPL)作為國際上提出的標(biāo)準(zhǔn)化低功耗有損網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,針對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)錁?gòu)建、路由選擇和優(yōu)化機(jī)制進(jìn)行了較為全面的設(shè)計,為低功耗有損網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化方案的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。其設(shè)計偏重于實(shí)現(xiàn)過程中的交互機(jī)制,對于路由中的父節(jié)點(diǎn)選擇過程缺乏相應(yīng)的指標(biāo)性優(yōu)化,并且對于不規(guī)則節(jié)點(diǎn)分布網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的子圖劃分也尚未明確,在實(shí)踐應(yīng)用中很多細(xì)節(jié)化的問題有待改進(jìn)和完善。本文中針對RPL協(xié)議的應(yīng)用背景、發(fā)展過程、作用機(jī)理、關(guān)鍵機(jī)制都進(jìn)行了介紹和分析,并在此基礎(chǔ)上,首先針對RPL協(xié)議路由過程中能量均衡性考慮不足導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)生命周期受限問題,提出了基于三角模算子的RPL協(xié)議路由優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)了邏輯距離和節(jié)點(diǎn)剩余能量的綜合考量,很大程度上減少了路由過程的能量損耗,提升節(jié)點(diǎn)的生命周期,為RPL這一協(xié)議的推廣應(yīng)用和深入研究注入了新的活力；此外,還針對不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中DODAG區(qū)域劃分時節(jié)點(diǎn)歸屬度不明確的問題,提出了一種基于改進(jìn)LEACH分簇算法的 DODAG區(qū)域劃分方法,通過對網(wǎng)絡(luò)域的六邊形子區(qū)域劃分,并在子區(qū)域內(nèi)形成一定閡值范圍內(nèi)的改進(jìn)LEACH協(xié)議的簇頭選取策略,從而實(shí)現(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的簇頭節(jié)點(diǎn)均衡分布,提升網(wǎng)絡(luò)通信過程中的能量均衡度,為RPL協(xié)議在不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提供了可參考性改進(jìn)意見；同時,針對本文中的改進(jìn)算法,均設(shè)計了相應(yīng)的場景仿真,驗(yàn)證了算法設(shè)計的結(jié)果,有效提升了RPL協(xié)議的能量有效性和廣泛適用性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN915.04

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