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面向无线传感器网络的多路径路由协议研究

作　者: 龚瑜
导　师: 宗平
学　校: 南京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络多路径路由蚁群算法信息素
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 47次
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内容摘要

本文根据WSN网络自身的特征,给出了路由协议所需要的设计原则,详细分析了多路径路由协议,基于这些多路径路由协议的特点,开展了针对SMR协议的进一步研究。同时针对基本的蚁群算法存在过快收敛的问题,提出了一个优化蚁群算法的设计方案,通过变更全局信息素更新规则、公式以及局部信息素更新公式,实现了只在有最优路径和最差路径时才进行信息素的更新,并且限定信息素的浓度范围,若不属于该范围则重置的优化策略。本文将改进后的蚁群优化策略加入到SMR协议中,得到一种改进的多路径路由算法AIS-SMR。该算法不仅保留了SMR算法的优点,还能通过对信息素浓度的大小判断出被选作下一跳对象的可能性,同时跳数、延时、剩余能量也将加入到相应的路由计算中。SMR在无路由信息时是向全网广播,改进的路由协议只需向邻节点广播,并且加入了路由更新阶段,在数据包发送和定时两种情况下对路径信息进行更新,更好地实现稳定性,均衡负载,有效地利用资源,延长了生存周期。本论文对AIS-SMR进行了仿真实验,通过仿真结果分析可知, AIS-SMR能很好地发现最优路径,达到节能增效、稳定路由和延长网络生命周期的目的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 研究背景  8-10
  1.2 研究现状  10-11
  1.3 本文的主要工作及组织结构  11-13
第二章无线传感器网络  13-22
  2.1 无线传感器网络的体系结构  13-14
  2.2 无线传感器网络的协议栈结构  14-16
  2.3 无线传感器网络路由协议概述  16-21
    2.3.1 无线传感器网络路由协议的分类  16-18
    2.3.2 典型多路径路由协议的分析与比较  18-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章蚁群算法概述  22-33
  3.1 蚁群算法简介  22-25
    3.1.1 蚁群算法原理  22-23
    3.1.2 蚁群算法的传统模型  23-25
  3.2 蚁群算法的应用情况  25-26
  3.3 典型的蚁群算法  26-31
  3.4 在无线传感器网络路由算法中引入蚁群算法的优势  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章算法的改进  33-53
  4.1 基本蚁群算法的不足  33-34
  4.2 改进的蚁群算法  34-35
  4.3 AIS-SMR 多路径路由协议的实现  35-44
    4.3.1 协议设计目标  35-37
    4.3.2 协议改进思路  37-38
    4.3.3 协议设计  38-40
    4.3.4 算法流程  40-44
  4.4 AIS-SMR 的结构设计  44-51
    4.4.1 节点设计  44-46
    4.4.2 报文设计  46-48
    4.4.3 数据结构定义  48-51
  4.5 AIS-SMR 算法的性能分析  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章仿真实验与分析  53-59
  5.1 NS2 仿真工具  53-54
  5.2 NS2 仿真步骤  54-55
  5.3 仿真参数设置  55
  5.4 实验结果分析  55-58
  5.5 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
读研期间发表的论文  66

面向无线传感器网络的多路径路由协议研究

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