学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无线传感网络中跨层路由协议研究

作　者: 黄江发
导　师: 余敏
学　校: 江西师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 无线传感器网络 路由协议 跨层设计 冲突感知 能量高效 网络生命周期
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 37次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


无线传感器网络中传感器节点体积小,采用电池供电,因此造成了单个节点处理和存储能力有限、通信范围有限、能量有限等问题。然而,相邻节点间共享信道极易引起收发数据的冲突,这样不仅引起分组丢失而且增大了由重传导致的时延和能量消耗。传统的分层协议体系结构各层之间彼此透明,以保持各层设计的独立性,虽然简化了网络协议开发和降低了实现的难度,但是不能很好地适应无线传感器网络的特性,不能综合各层的信息以实现低冲突、高能效。为此,本文将主要研究跨层路由协议,并提出了一种新的路由协议。本文针对无线传感器网络中的跨层路由协议进行研究,主要完成了以下的工作:(1)介绍了传统的采用分层协议体系结构的无线传感器网络路由协议,分析其优点及其不足,针对其不足,引出了跨层设计的解决方法。接着,阐述了跨层设计的必要性及方法。然后,介绍和分析了几种采用跨层设计的路由协议。(2)在网络协议体系结构中设计了新的接口。本文在MAC层和物理层设计了新的接口函数,且在网络层设计了独立的逻辑控制单元。网络层通过逻辑控制单元调用MAC层和物理层的接口函数,以获得它们的信息。(3)提出了一种基于跨层设计的冲突感知且能量高效的路由协议(collision-aware energy-efficient routing protocol ,CAEE)。CAEE路由协议利用逻辑控制单元中得到的信息,计算出路径中候选节点的冲突度和能量度,以此作为路由选择的度量,来实现降低网络中的冲突和提高能量使用效率。为降低网络中的冲突,CAEE路由协议引入了冲突度作为路由度量的计算参数,在选择路径时避开冲突较高的区域。为提高网络的能量效率,CAEE路由协议在路由度量中引入了能量度,尽量选择路径总能耗低且节点剩余能量高的路径作为路由。为了进一步的降低节点能量消耗和减少冲突,本文利用无线信道增益对称原理,在联合MAC层和物理层的基础上计算出最优发送功率,对每一跳的发送功率进行优化。仿真结果表明,与AODV相比,CAEE的丢包率降低20%左右。且在平均端到端延时、网络能耗和网络生存时间方面,CAEE均优于AODV。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 研究背景及意义  8-9
    1.1.1 研究背景  8
    1.1.2 研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 主要研究工作  11
  1.4 论文组织结构  11-13
第二章 传感器网络节能路由协议及跨层设计  13-22
  2.1 分层的无线传感器网络路由协议简述  13-16
    2.1.1 表驱动路由协议  13-14
    2.1.2 按需驱动路由协议  14-15
    2.1.3 混合路由协议  15
    2.1.4 传统分层路由协议的局限性  15-16
  2.2 无线传感器网络协议体系结构的跨层设计  16-19
    2.2.1 跨层设计概述  16-18
    2.2.2 跨层设计的必要性  18
    2.2.3 跨层设计的实现方法  18-19
  2.3 跨层路由协议分析  19-21
    2.3.1 结合底层的跨层路由协议  20
    2.3.2 结合各种Qos 的跨层路由协议  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 基于跨层的冲突感知能量高效路由协议  22-33
  3.1 CAEE 路由协议的跨层设计方法  22-23
  3.2 节点的最优发送功率  23-27
    3.2.1 不同发送功率对网络的影响  23-25
    3.2.2 节点发送功率的自适应调整  25-27
  3.3 CAEE 路由协议  27-30
    3.3.1 降低冲突的方法  27-28
    3.3.2 实现能量高效的方法  28-29
    3.3.3 路由度量的计算方法  29-30
  3.4 协议的操作方法  30-32
    3.4.1 路由发现  30-31
    3.4.2 路由回复  31
    3.4.3 路由维护  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章 仿真及性能分析  33-45
  4.1 仿真工具NS2  33-36
    4.1.1 NS2 简介  33
    4.1.2 NS2 工作原理  33-35
    4.1.3 NS2 仿真的基本步骤  35-36
  4.2 仿真场景描述及参数设定  36-37
    4.2.1 仿真场景描述  36-37
    4.2.2 仿真参数设定  37
  4.3 仿真脚本介绍  37-40
  4.4 仿真结果分析  40-44
    4.4.1 丢包率  40-41
    4.4.2 平均端到端延时  41-42
    4.4.3 平均剩余能量  42-43
    4.4.4 存活节点个数  43-44
  4.5 本章小结  44-45
第五章 总结及下一步工作  45-47
  5.1 总结  45-46
  5.2 下一步工作  46-47
参考文献  47-50
致谢  50-51
攻读硕士学位期间公开发表论文  51

相似论文

  1. 基于LEACH的安全建簇无线传感器网络路由协议研究,TP212.9
  2. 战场环境下Ad hoc网络路由协议性能分析,TN929.5
  3. 基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的研究,TN929.5
  4. 基于无线传感器网络的农田环境监测系统路由协议的研究,TN915.04
  5. 基于多层WSN结构的非均匀簇路由协议研究,TP212.9
  6. 无线传感器网络中基于簇的路由协议研究,TP212.9
  7. 基于Ad Hoc网络道路交通安全监控系统高速数据传输的研究,TN929.5
  8. 基于QoS优化的无线传感器网络高效路由研究,TP212.9
  9. 能量有效的无线传感器网络路由协议研究,TP212.9
  10. 多接口多信道无线Mesh网络路由协议研究,TN929.5
  11. 一种基于网卡的无线Mesh网络试验床的设计与实现,TN929.5
  12. 基于QoS的无线Mesh网络路由协议及相关技术的研究,TN929.5
  13. TD-SCDMA无线链路控制协议实现研究,TN929.533
  14. 无线TCP和资源调度的跨层设计算法研究,TN929.5
  15. 基于信息交互的无线传感器网络改进LEACH协议研究,TN915.04
  16. 道路交通监测无线传感网络通信协议的研究,TP212.9
  17. 无线多跳网络串联队列模型的研究及在QoS路由中的应用,TN92
  18. 基于服务强度的VANET服务发现策略与协议研究,TN929.5
  19. 无线网络中可分级视频传输QoS保证跨层设计方法研究,TN919.81
  20. 车载自组织网络的QoS路由协议研究,TN929.5
  21. 战术Ad hoc网络及路由协议在两栖作战环境中的应用研究,TN929.5

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
© 2012 www.xueweilunwen.com