基于分簇的移动传感器网络路由协议研究

摘要

移动传感器网络通常是由具有感知、处理、无线通信和移动功能的传感器节点组成的自组织网络，与传统静态传感器网络相比，节点的移动常常会导致网络拓扑结构不断发生变化，在应用传统路由协议时，往往会导致数据丢失或延迟，并耗费太多能量。层次型的网络结构具有较好的可扩展性，与移动传感器网络的特点相适应。本文将层次型移动传感器网络分为混合型移动传感器网络和完全型移动传感器网络，利用分簇的方法设计相应的高效路由协议来解决上述问题。
　　混合型移动传感器网络是由静止的簇头与移动的成员节点相混合构成的网络，静止的簇头构成网络的主干结构，成员节点可以按照一定的规律进行移动。针对该类型网络特点，本文提出一种基于分簇的路由协议MMWSN，该协议在LEACH-Mobile协议的基础上，加入动态时隙分配技术，动态地将空闲的时隙分配给新加入簇的传感器节点，改进了LEACH-Mobile协议每当有节点加入都要重新计算时隙分配的问题。MMWSN还通过引入代理节点，接收移动节点的数据包，减少了数据包的丢失。仿真表明，MMWSN协议在数据包传输成功率、能量效率和数据包传输时延方面均取得了优于LEACH-Mobile协议的性能。
　　完全型移动传感器网络是由移动的簇头与移动的成员节点组成的，簇头与成员节点都可以按照一定的规则进行移动。针对该类型网络特点，本文提出一种基于分簇的路由协议CMWSN，该协议在MMWSN协议基础上，考虑簇头的移动性，并结合遗传算法，选出移动性比较小、能量最高、位置比较合理的节点作为簇头。仿真表明，CMWSN协议在数据包传输成功率和能量效率方面都取得了优于LEACH-Mobile协议和MMWSN协议的性能。

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专用术语注释表

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研究内容

1.4论文结构

第二章 相关工作

2.1移动传感器网络体系结构

2.2移动传感器网络协议栈

2.3无线传感器网络路由协议

2.4本章小结

第三章 面向混合型移动传感器网络的分簇路由协议

3.1系统模型

3.2现有协议问题分析

3.3路由协议设计

3.4仿真与结果分析

3.5本章小结

第四章 面向完全型移动传感器网络的分簇路由协议

4.1移动模型

4.2簇头移动问题分析

4.3路由协议设计

4.4仿真与结果分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1论文工作总结

5.2进一步研究方向

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢