基于密集部署的无线传感器网络路由算法研究

摘要

传感器网络中为了增强整个网络所采集信息的鲁棒性和准确性，节点往往密集部署。节点的密集部署一方面提高了网络采集信息的有效性和准确性。而另一方面也引起了节点之间的信号干扰和不必要的能量消耗。本文主要研究基于数据冗余的DD路由协议和干扰避免的路由协议。
　　 无线传感器网络路由协议是无线传感器研究领域的一个重要内容，节点密集部署，会造成大量的数据冗余和过多的能量消耗，为此，本文在直接扩散路由协议的基础上通过设置最佳跳数、最大跳数、节点度阀值、递减梯度等参数来控制数据包的转发跳数和转发概率，仿真证明改进后的路由协议有效地降低了节点能耗，防止了网络拥塞。
　　 针对节点密集分布引起的网络干扰问题，利用模拟退火原理、根据无线传感器网络的特点，在SMACS/EAR协议基础上设计了一种适用于无线传感器网络的频率分配方案。并且根据一定范围内节点之间的频率间隔对数据转发概率进行控制，达到了有效控制信息包路由过程中可能遇到的干扰、能量消耗以及拥塞等问题。
　　 最后根据算法原理，利用网络仿真器NS2对改进前后的路由协议进行了能耗、数据传输成功率等方面的比较，验证了算法的有效性。

目录

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英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2传感器路由协议的研究意义

1.2.1节能路由协议研究意义

1.2.2多因素相关协议研究意义

1.3国内外研究现状

1.3.1目前研究热点

1.3.2典型应用

1.4本论文的主要工作

第二章经典节能路由协议及多因素协议

2.1引言

2.2无线传感器网络中典型的节能路由算法

2.2.1平面路由算法

2.2.2层次路由算法

2.2.3典型节能路由算法的比较和分析

2.2.4无线传感器网络节能路由算法的特点与设计考虑因素

2.3基于多因素相关路由协议

2.3.1问题及相关解决协议

2.3.2多因素相关协议设计研究策略和发展趋势

2.4本章小结

第三章基于数据冗余的DD路由协议改进

3.1背景

3.2相关工作

3.3 ADTDD协议

3.3.1问题的提出

3.3.2相关内容

3.3.3算法描述

3.4协议的工作过程

3.5仿真验证

3.6本章小结

第四章基于信道干扰避免协议的研究改进

4.1节点频率与网络干扰的关系

4.2节点频率调度方案

4.2.1频率调度方案改进思路

4.2.2频率分配算法的选择

4.2.3频率分配问题

4.2.4频率分配方案伪代码

4.3基于多因素相关的自适应路由协议

4.3.1功率的控制

4.3.2自适应数据转发概率控制机制

4.4仿真及分析

4.5本章小结

第五章总结

5.1研究工作总结

5.2下一步工作

参考文献

致 谢

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