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基于Sink节点移动的WSN节能路由协议的研究
作 者: 程子栋
导 师: 孟嗣仪
学 校: 北京交通大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 无线传感器网络 移动网关节点 移动策略 网络生存时间
分类号: TN915.04
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
无线传感器网络在军事、工业、民用等诸多方面拥有广泛的应用前景,是目前的研究热点之一。传统无线传感器网络的突出特点是在固定区域内静态节点随机散布,节点数据通过多跳方式进行传输。带来的突出问题是网络中越靠近汇聚节点(Sink)的周边节点能量消耗越快,最终因为靠近Sink的周边节点能量失效导致整个无线传感器网络处于瘫痪状态。近年来随着技术的发展,在无线传感器网络中引进多个可移动Sink节点成为可能,进而解决了这个“热点”问题,但同时也给路由协议带来了其他困难。本文在介绍了当前主要无线传感器网络路由协议的同时,分析了引用可移动Sink节点的无线传感器网络路由协议的特点和性能,并总结了当前基于可移动Sink节点路由协议算法存在的问题。通过对TTDD[10]路由算法的性能分析,试图在算法中设计一种可控的Sink节点移动策略,实现无线传感器网络生存时间的延长。本论文的研究内容和创新工作主要体现在以下几方面:1.对传统静态无线传感器网络中的四类路由协议算法进行研究比较,分析了它们在无线传感器网络应用中的优点和不足。2.对基于移动Sink节点的无线传感器网络路由算法进行了分类及描述,并对现阶段该类路由算法中应用的Sink节点移动策略进行概述和比较。3.设计了改进型TTDD路由算法(ATTDD),在原有算法基础上引入了基于节点剩余能量的Sink节点可控移动策略。通过对比SODD分析了其通信开销和冗余开销,改进型TTDD路由算法在多移动Sink节点无线传感器网络中减少了大量的网络开销,从而延长了网络的生存时间。4.在研究后期对改进型TTDD路由算法进行仿真分析,从网络生存时间、数据包传输成功率和网络平均时延三方面与TTDD路由算法做对比。从结果中得出结论:改进型TTDD路由算法比原TTDD路由算法具有更好的数据包传输成功率而且在少量低速可移动Sink节点的网络中延长了网络的生存时间。
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全文目录
致谢 5-6 中文摘要 6-7 ABSTRACT 7-11 1 引言 11-14 1.1 研究背景 11-12 1.2 研究的目的和意义 12-13 1.3 论文的组织结构 13-14 2 无线传感器网络路由协议概述 14-25 2.1 无线传感器网络路由协议的分类 14-15 2.2 以数据为中心的路由协议 15-17 2.2.1 SPIN路由算法 15-16 2.2.2 DD路由算法 16-17 2.3 集群结构路由协议 17-20 2.3.1 LEACH路由算法 17-19 2.3.2 TTDD路由算法 19-20 2.4 地理位置信息的路由协议 20-22 2.4.1 GPSR路由算法 20-22 2.5 基于QoS的路由信息 22-24 2.5.1 SAR协议 22-23 2.5.2 SPEED协议 23-24 2.6 路由协议性能综述 24 2.7 本章小结 24-25 3 基于可移动Sink节点的路由协议概述及移动策略分析 25-34 3.1 MSWSN路由协议分析与比较 25-30 3.1.1 MSWSN路由协议的特征和分类 26-28 3.1.2 MSWSN几种典型路由协议的介绍 28-30 3.1.3 MSWSN路由协议的比较 30 3.2 MSWSN中Sink节点的移动策略分析 30-33 3.3 本章小结 33-34 4 改进型TTDD路由算法及网络开销分析 34-47 4.1 改进型TTDD路由算法通信法则的建立 34-41 4.1.1 转发网格的建立 35-36 4.1.2 Sink节点在静止状态下的数据查询和接收 36-37 4.1.3 Sink节点的移动策略 37-41 4.2 网络开销分析 41-46 4.2.1 参数与模型 41-42 4.2.2 通信开销分析 42-44 4.2.3 冗余开销分析 44-46 4.3 本章小结 46-47 5 改进型TTDD路由算法仿真及性能分析 47-55 5.1 仿真环境 47-48 5.2 数据包传输成功率仿真分析 48-50 5.3 网络生存时间仿真分析 50-52 5.4 平均时延仿真分析 52-54 5.5 本章小结 54-55 6 总结及展望 55-57 6.1 总结 55 6.2 研究展望 55-57 参考文献 57-59 作者简历 59-61 学位论文数据集 61
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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