一种无线传感器网络的路由策略研究

摘要

无线传感器网络(wireless sensor networks，WSN)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。
　　 无线传感器网络是一种新型的无基础设施的网络。与传统的网络相比，无线传感器网络具有以下特点：节点数目庞大且分布广泛，每个节点仅仅控制周边的一小块区域；节点的通信能力、计算能力有限。无线传感器网络通常携带不能补充的有限能量，因此在设计无线传感器网络的路由策略时应当尽可能的降低能耗，延长网络的使用寿命。
　　 无线传感器网络中的路由协议设计受到很多因素的影响，不仅要考虑节能，更要从整个网络系统的角度，根据具体的应用背景，考虑网络能量的均衡使用，最终延长整个网络的寿命。研究人员采用多种策略来设计无线传感器网络的路由，提出各种各样的路由协议。但是这些协议都具有一定的局限性。
　　 本文在详细研究无线传感器网络的网络技术和体系结构的基础上，重点分析了无线传感器网络路由协议的分类、特点、设计目标、性能和影响因素，对现有的几种典型的路由协议进行分析、总结和比较。提出了一种基于生成树的路由策略，以汇聚节点为根，以能量消耗为代价，建立层次性的路由转发路径来完成数据传输。该策略具有数据传输时间短、实时性高、容错性强等优点。
　　 采用NS2网络仿真平台对该路由进行仿真，并对仿真结果进行分析和评估。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题提出的背景

1.2国内外研究应用现状

1.3课题的研究意义

1.4论文主要研究内容

1.5论文的组织结构

第2章无线传感器网络体系结构分析

2.1无线传感器网络结构

2.2无线传感器网络的特点

2.3无线传感器网络的节点结构

2.4无线传感器网络协议栈

2.5无线传感器网络的关键技术

第3章无线传感器网络路由协议

3.1无线传感器网络路由协议特点

3.2无线传感器网络路由协议的性能评价指标

3.3无线传感器网络路由设计的关键问题

3.4几种典型的无线传感器网络路由协议

3.4.1平面路由协议

3.4.2网络分层路由协议

3.4.3典型路由协议性能分析

第4章基于生成树的路由策略设计与分析

4.1基于生成树的路由策略设计

4.2假设条件

4.2.1网络结构假设

4.2.2信道模型

4.3路由建立与维护

4.3.1路由建立过程

4.3.2路由维护过程

4.4基于生成树的路由策略的性能分析

4.4.1算法复杂度分析

4.4.2与几种路由协议性能比较

第5章仿真结果分析

5.1仿真环境

5.1.1 NS2简介

5.1.2相关分析工具简介

5.1.3 NS2中路由基本模型

5.2仿真过程与结果分析

5.2.1场景设置

5.2.2路由添加与测试脚本

5.2.3结果分析

结 论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

研究生履历