基于转发状态的无线传感器网络路由算法研究

摘要

随着无线网络技术与传感器技术的不断发展与进步，无线传感器网络作为一种结合两者的新型网络技术，正逐渐引起全世界的广泛关注。节点可通过任意方式随机部署，自动组织成一个无线网络，探测并收集用户所需的各类信息。无线传感器网络通常具有规模大，节点密度高，而单个节点可用能量有限、计算能力和通信能力弱等特点，因此传统的无线网络的实现方法并不能完全适用于无线传感器网络。鉴于以上原因，无线传感器网络的研究成为了近几年的研究热点。 本文主要针对无线传感器网络的网络层中一类无预定路由的反应式路由协议进行研究，该类协议只在节点需要发送数据或转发数据时才寻找路由。本文通过分析前人的研究工作，发现他们都存在多个节点可能同时选择同一节点进行数据转发而造成冲突的问题，特别是在监控的应用中，这类情况更是经常出现。这种冲突情况将导致丢包率高，延迟长等网络性能问题。因此本文提出了一种基于节点转发状态的路由选择的方法，建立了一个利用转发状态进行路由选择的计算模型，通过节点间的协作，达到降低路由选择发生的冲突的概率。 针对该类协议中节点只能通过少量的控制包获取局部信息的特点，本文提出一种利用原有控制包进行转发状态统计信息的收集、共享机制。本文最后通过对经典的GPSR路由协议进行改进，实现了一种利用转发状态信息改进路由选择的算法，并通过模拟实验进行分析比较，证明了引入节点转发状态信息进行路由选择，确实能减少网络冲突的发生，降低丢包率，减少网络延迟，使网络利用更加均衡，从而提升了网络的整体性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2无线传感器网络概述

1.3无线传感器网络的路由协议概述

1.4相关工作

1.5当前存在的问题

1.6解决思路

1.7研究的意义

1.8论文结构

第2章基础知识

2.1 GPSR路由协议介绍

2.2 NS-2模拟器

2.3 Otcl

第3章设计与实现

3.1转发状态的表示

3.2转发信息的获取

3.3转发状态的路由计算模型

3.4算法的程序实现

第4章实验与评价

4.1模拟环境及性能参数介绍

4.2系数选择测试

4.3规模测试

4.4发送节点比例测试

4.5实验总结

第5章总结与展望

5.1论文总结

5.2展望

参考文献

致谢