学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无线传感器网络中能量高效均衡的路由协议研究

作　者: 孟凡伟
导　师: 关新平
学　校: 燕山大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 无线传感器网络路由协议能量效率能量均衡网络寿命
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

路由协议,是网络层的主要功能,是节点间相互通信的基础,是无线传感器网络研究中的一个热点问题。本文以路由协议作为研究重点。首先,介绍了无线传感器网络的概念、结构、应用前景和研究现状;分析了路由协议的特点、性能指标和关键技术以及典型的路由协议。然后,设计了两个路由协议:基于地理位置信息的能量高效的路由协议(GIEE,Geographical Information Based and Energy Efficient Routing Protocol)和基于sink节点移动的能量均衡的路由协议(SMEB, Sink Mobility Based and Energy Balancing Routing Protocol)。GIEE路由协议是一个分布式的算法。在协议中,引入了一个中继节点性能度量,它刻画了无线信道的不确定性和监测数据的延时。在中继节点的竞争过程中,中转区域内的节点依据该性能度量来确定接入信道的延时大小,进而使性能较好的邻居节点承担数据中转任务。SMEB路由协议是一个集中式的算法。该协议采取sink汇聚节点移动的策略,使网络内的“热点”发生轮换,均衡了节点间的负载。在协议中,首先将无线传感器网络的监测区域分成有限个子区域,然后以每个子区域的中心作为sink汇聚节点的移动位置,最后通过线性规划确定sink汇聚节点的在每个位置的停留时间。针对上述两个路由协议,本文对它们进行了仿真分析,结果显示网络内节点的能量消耗比较高效均衡,有效地延长了网络寿命。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景和研究动机  9-10
  1.2 无线传感器网络概述  10-15
    1.2.1 无线传感器网络的概念  10-11
    1.2.2 无线传感器网络的结构  11-12
    1.2.3 无线传感器网络的特点  12-13
    1.2.4 无线传感器网络的关键技术  13-14
    1.2.5 无线传感器网络的应用  14-15
  1.3 本课题研究的主要内容  15-16
  1.4 论文结构  16-17
第2章无线传感器网络路由协议  17-30
  2.1 无线传感器网络与传统网络的差异  17
  2.2 无线传感器网络路由协议的性能指标  17-18
  2.3 无线传感器网络路由设计中的基本思想  18-20
  2.4 典型路由协议分析  20-28
    2.4.1 洪泛式路由协议  20-21
    2.4.2 基于数据中心的路由协议  21-23
    2.4.3 层次型路由协议  23-26
    2.4.4 基于地理信息的路由协议  26-28
    2.4.5 路由协议的性能分析比较  28
  2.5 本章小结  28-30
第3章 GIEE 路由协议  30-43
  3.1 研究动机  30
  3.2 网络模型  30-31
  3.3 传感器节点的能耗模型  31-32
  3.4 中继节点性能度量  32-37
    3.4.1 数据包成功传输概率  34-36
    3.4.2 数据包传输速率  36-37
  3.5 GIEE 路由协议  37-39
  3.6 仿真分析  39-42
  3.7 本章小结  42-43
第4章 SMEB 路由协议  43-51
  4.1 研究动机  43
  4.2 网络模型  43-44
  4.3 传感器节点的能耗模型  44-45
  4.4 SMEB 路由协议  45-47
    4.4.1 建立sink 汇聚节点的移动位置集  46
    4.4.2 确定sink 汇聚节点的停留时间  46-47
  4.5 性能分析  47-49
  4.6 本章小结  49-51
结论  51-53
参考文献  53-57
攻读硕士学位期间承担的科研任务和主要成果  57-58
致谢  58-59
作者简介  59

无线传感器网络中能量高效均衡的路由协议研究

内容摘要

全文目录

相似论文