无线传感器网络中基于地理信息的能量有效路由算法研究

摘要

无线传感器网络能实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息，在军事、环境监测和工业生产等方面具有十分广阔的应用前景，是当前国际上备受关注的新兴前沿研究热点之一。在无线传感器网络应用众多亟需解决的问题中，如何利用无线传感器网络有限的能量资源和各节点地理位置信息，确立目标区域的路由，是无线传感器网络研究的关键问题之一。 根据分组转发下一跳节点的选择方式，将适用于无线传感器网络的路由算法分为四类：洪泛/受限洪泛路由算法、层次式路由算法、以数据为中心的路由算法和基于地理信息的路由算法。同时按照下一跳节点选择方式、空洞绕行方式和节点状态的控制，将目前常用的基于地理信息的路由方案分为基于受限洪泛的方案，基于传统贪婪转发的方案，以及贪婪转发与能耗均衡性相结合的方案等三类。 从能量有效性角度对基于传统贪婪转发方案的GPSR算法及其改进算法、基于贪婪转发与能耗均衡性相结合方案的GEAR算法进行了仿真分析，仿真结果说明GEAR算法比GPSR算法能更有效地降低网络总体能耗，延长网络生存时间。在对这两种算法进行深入理论分析的基础上，本文提出一种节点地理位置与能耗均衡性，以及节点状态三者相结合的算法——基于地理信息的能量有效路由算法(EEGR)，该算法利用网格划分和节点不同状态的转换，以均衡网络中节点的能量消耗，提高对大规模、高密度网络的支持，满足网络能量有效性的要求。在NS-2网络模拟器上添加了EEGR算法模块，并与GPSR和GEAR算法进行了对比仿真实验。实验结果表明：EEGR算法能更好的控制和均衡网络中节点的资源消耗，提高对大规模、高密度网络的支持，较好地实现了网络的能量有效性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图索引、附表索引

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第1章绪论

第2章相关研究综述

第3章两种典型基于地理信息的路由协议分析

第4章一种新的基于地理信息的能量有效路由算法

第5章EEGR仿真实验与性能分析

结 论

参考文献

致谢

附录A 作者在攻读学位期间完成论文与科研项目情况