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无线传感器网络地理位置路由和空洞处理机制研究

作　者: 薛海
导　师: 伍仁勇；李仁发
学　校: 湖南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 地理位置路由 路由空洞 孤立子树 邻居反馈
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 81次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


无线传感器网络中的地理位置路由算法通常采用贪婪转发机制,选择更加接近目的节点的邻接节点作为数据转发的下一跳节点。在传感器节点密度较高且节点能量充足的情况下,算法效率较高,路由接近最优或次优。但是当节点部署不均匀或部分节点能量耗尽导致节点密度下降时就容易出现路由空洞现象,即节点需要转发数据,却发现不存在更加接近目的节点的邻接节点这种现象。路由空洞的存在破坏了网络的连通性,可能导致数据传输的失败。由于节点只需根据本地局部信息做出路由抉择,这类算法能够适应拓扑变化较快的网络,可扩展性较好。然而,对路由空洞的处理通常需要全局网络信息,不能做到真正局部化,影响到路由算法的实用性。为了尽可能避免路由通向空洞,论文首先提出一种具有预测功能的邻居节点反馈机制。该机制通过将空洞信息反馈给数据流的上游节点,通知上游节点避开向路由空洞方向转发数据,降低数据到达空洞节点的次数。该机制也能避免剩余能量水平较低的节点由于转发其他节点的数据而耗尽能量,尽可能延缓新的路由空洞的形成。为处理路由空洞,论文提出一种孤立子树重路由算法,基本思想是将遭遇路由空洞的部分节点看成一棵孤立子树。算法利用子树对应的局部网络信息,选择子树中关键节点作为子树成员节点数据发送的目标节点,并利用关键节点的关键链路建立起到达汇聚节点的通路。进而,论文又提出一种分布式的孤立子树拆分算法,查找并利用子树中存在的多个关键节点。论文中,子树成员节点根据就近整合的原则选择距离最近的关键节点作为其数据发送的目标节点。整个孤立子树被拆分为多个更小规模的子树,使得关键节点的通信负载得到均衡。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-12
附表索引  12-13
第1章 绪论  13-17
  1.1 课题研究背景和意义  13-15
  1.2 本文的研究内容  15-16
  1.3 本文的组织结构  16-17
第2章 地理位置路由及空洞处理机制相关研究  17-29
  2.1 无线传感器网络简介  17-18
  2.2 无线传感器网络路由协议概述  18-19
  2.3 无线传感器网络地理位置路由协议  19-21
  2.4 无线传感器网络路由空洞处理机制  21-28
    2.4.1 基于泛洪的路由空洞处理机制  21-22
    2.4.2 基于平面图的路由空洞处理机制  22-25
    2.4.3 基于代价的路由空洞处理机制  25-27
    2.4.4 启发式路由空洞处理机制  27
    2.4.5 混合型路由空洞处理机制  27-28
  2.5 小结  28-29
第3章 用于预测空洞的邻居节点反馈机制  29-43
  3.1 引言  29-30
  3.2 邻居节点反馈机制的基本思想  30
  3.3 邻居节点反馈机制的详细描述  30-33
    3.3.1 能量密度路由算法概述  30-32
    3.3.2 空洞传输反馈机制的详细描述  32
    3.3.3 剩余能量反馈机制的详细描述  32-33
  3.4 仿真实验及结果分析  33-42
    3.4.1 网络模型及参数设置  33-35
    3.4.2 邻居节点反馈机制实验结果分析  35-37
    3.4.3 不同节点部署方案仿真结果分析  37-42
  3.5 小结  42-43
第4章 用于处理空洞的孤立子树重路由算法  43-53
  4.1 引言  43
  4.2 孤立子树重路由算法的基本思想  43-45
  4.3 孤立子树重路由算法的具体应用  45-49
    4.3.1 孤立子树重路由算法的详细描述  45-48
    4.3.2 规避空洞的能量密度路由算法描述  48-49
  4.4 仿真实验及结果分析  49-52
  4.5 小结  52-53
第5章 用于处理空洞的孤立子树拆分算法  53-63
  5.1 引言  53
  5.2 孤立子树拆分算法的基本思想  53-55
  5.3 孤立子树拆分算法的具体应用  55-58
    5.3.1 孤立子树拆分算法的详细描述  55-57
    5.3.2 孤立子树拆分算法与能量密度路由算法的结合  57-58
  5.4 仿真实验及结果分析  58-62
  5.5 小结  62-63
结论  63-65
参考文献  65-71
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  71-72
附录B 攻读学位期间所参与的科研项目  72-73
致谢  73

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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
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