基于能量均衡的WSN地理位置路由协议研究

摘要

无线传感器网络由传感器节点组成，节点之间通过路由进行数据的传输。然而，传感器节点微小，易受资源约束，因此建立能量高效的路由协议显得十分必要。地理位置路由协议利用位置信息来避免数据的洪泛传播，从而减少了路由开销。本文从能量均衡的角度出发，提出基于双阈值和夹角的改进 GPSR算法（IGPSR）和基于贪婪转发和能量梯度的改进GAF算法（IGAF）。
　　本研究从平面路由的角度，IGPSR算法利用双阈值对节点的能量等级进行划分，让处于低能量的节点只负责数据的收集。在路由建立的过程中，选择能量较高且偏移角较小的节点作为下一跳；在数据传输的过程中，启动能量保护策略，对路由上能量较低的节点进行替换，从而保护低能量节点。仿真结果表明，与GPSR相比，IGPSR降低了网络能耗，提高了网络的生存周期。从层次路由的角度，IGAF算法采用优化分簇和簇头选举的方法，降低网络的能量损失。通过优化分簇，簇头之间可以采用贪婪转发的方式进行无线通信，减少簇头与目的节点的传输距离；簇头选举时，考虑节点的能量信息，提高高能量的节点选为簇头的概率，减少低能量节点的能量消耗；并且当簇头的能量小于能量阈值时，重新选举簇头。仿真结果表明，与GAF相比，IGAF均衡了网络能耗，使网络的生存周期得到了提高。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究工作

第二章 WSN地理位置路由协议

2.1 WSN概述

2.2 WSN路由协议

2.3 地理位置路由协议

2.4 地理位置路由协议面临的挑战

2.5 本章小结

第三章 基于双阈值和夹角的改进GPSR算法

3.1 GPSR算法简介

3.2 问题分析

3.3 改进算法

3.4 仿真及性能分析

3.5 本章小结

第四章 基于贪婪转发和能量梯度的改进GAF算法

4.1 GAF算法简介

4.2 问题分析

4.3 改进算法

4.4 仿真与性能分析

4.5 IGPSR与IGAF对比分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录