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基于位置信息的无线传感器网络路由协议的研究

作　者: 王瑜
导　师: 郑顾平
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络路由协议 GPSR LEACH 位置信息
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 54次
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内容摘要

无线传感器网络路由技术是传感器网络的关键技术之一,如何设计低能耗的传感器网络路由协议是一项艰巨的任务。针对这一问题,本文在贪婪周边无状态路由算法GPSR和低能耗路由协议LEACH的基础上,提出了改进的ADS_GPSR和HRBGR路由算法。不同于GPSR协议的边界转发策略,ADS_GPSR算法采用提前绕行策略,通过发送“空洞”信息,有效的避免了路由空洞问题。HRBGR算法根据位置信息自组织成簇,形成最优簇头节点个数,簇内节点独立地决定簇头节点及代理节点,簇头节点根据最小生成树原理组织成一棵路由树,通过多跳通信方式向基站传输数据。理论分析和仿真表明,这两种改进的算法在减少全网能量消耗、提高网络生存期和改善时延特性等方面比原始的算法都有一定提高,是节能的无线传感器网络路由算法。

全文目录

中文摘要  4
英文摘要  4-8
第一章引言  8-11
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 论文的主要工作  10
  1.4 本文的组织结构  10-11
第二章无线传感器网络概述  11-24
  2.1 无线传感器节点结构  11
  2.2 无线传感器网络相关概念及其特点  11-17
    2.2.1 无线传感器网络  11-12
    2.2.2 无线传感器网络体系结构  12-14
    2.2.3 无线传感器网络的特点  14-16
      2.2.3.1 无线传感器网络分类  14-15
      2.2.3.2 无线传感器网络特点  15-16
    2.2.4 无线传感器网络的性能评价  16-17
  2.3 无线传感器网络的应用  17-19
  2.4 无线传感器网络仿真工具  19-23
    2.4.1 OPNET 仿真平台  19
    2.4.2 OMNET++仿真平台  19-20
    2.4.3 NS2 仿真平台  20-22
    2.4.4 Windows 平台下安装 NS2  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章无线传感器网络路由协议研究  24-39
  3.1 无线传感器网络路由协议概述  24-25
    3.1.1 无线传感器网络路由概念  24
    3.1.2 无线传感器网络路由设计特点  24-25
    3.1.3 无线传感器网络路由评价标准  25
  3.2 WSN 路由协议分类  25-37
    3.2.1 平面路由协议  26-30
      3.2.1.1 泛洪(Flooding)算法和闲聊算法  26-28
      3.2.1.2 SPIN 协议  28-29
      3.2.1.3 定向扩散(Directed Diffusion)协议  29-30
    3.2.2 层次路由协议  30-33
      3.2.2.1 LEACH 协议  30-31
      3.2.2.2 PEGASIS 协议  31-32
      3.2.2.3 TEEN 协议  32-33
      3.2.2.4 HEED 协议  33
    3.2.3 基于位置路由协议  33-37
      3.2.3.1 贪婪周边无状态路由协议(GPSR)  33-34
      3.2.3.2 基于位置和能量感知的路由协议(GEAR)  34-36
      3.2.3.3 SPEED 协议  36-37
  3.3 路由协议评价及比较  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章基于地理位置的路由协议的研究与改进  39-52
  4.1 GPSR 协议  39-44
    4.1.1 GPSR 协议概述  39
    4.1.2 GPSR 协议算法  39-44
    4.1.3 GPSR 协议的优缺点  44
  4.2 ADS_GPSR 协议  44-47
    4.2.1 ADS_GPSR 协议的基本思路  44-45
    4.2.2 ADS_GPSR 算法  45-46
      4.2.2.1 网络模型  45
      4.2.2.2 算法思想  45-46
    4.2.3 ADS_GPSR 协议的特点  46-47
  4.3 无线传感器网络通用能量损耗模型  47-48
  4.4 算法分析  48-49
  4.5 仿真过程及结果分析  49-51
    4.5.1 仿真过程说明  49
    4.5.2 协议设置和仿真脚本设置  49-50
      4.5.2.1 协议中能量相关设置  49-50
      4.5.2.2 仿真脚本相关设置  50
    4.5.3 实验场景参数的设置  50
    4.5.4 模拟结果  50-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章基于地理位置的层次路由协议  52-63
  5.1 算法设计  52-59
    5.1.1 网络模型  52
    5.1.2 分簇区域的形成  52-53
    5.1.3 代理设置  53-54
    5.1.4 簇头的选取机制  54-55
    5.1.5 代理与CH 之间通信  55
    5.1.6 簇成员与簇头之间通信  55-56
    5.1.7 簇头之间的通信  56-59
  5.2 性能分析  59-60
    5.2.1 能量分析  59
    5.2.2 算法分析  59-60
  5.3 仿真实验设置及结果分析  60-62
    5.3.1 实验场景参数的设置  60
    5.3.2 模拟结果  60-62
  5.4 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  69

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