无线传感网络中高效的路径恢复算法设计与实现

摘要

为了能够在环境变化时动态调整至最优状态，大部分的无线传感网络使用了动态路由协议。在网络规模，环境动态性增大时，网络的路由表现可能变得非常复杂。为了解释复杂的路由表现，从而进行有效的性能诊断和高效的网络管理，掌握每个数据包的路由路径有着至关重要的帮助作用。本文提出了PAT，一种高效的传感网络路径追踪方法。PAT使用了一种智能的路径编码方案，允许在PC端高效的解码。为了使得PAT更具扩展性，本文提出了一种通过时间信息准确估计度信息的方法，使得路径编码更加紧凑。同时，本文引入了子路径连接的方法推测过长的路径，达到了较高的路径恢复率。本文使用了一个大规模城市传感网络的数据对PAT进行了评估，同时使用仿真模拟研究了PAT的性能。实验结果表明PAT比现有方法有着极大的提升。
　　主要贡献包括如下三个部分:
　　(1)本文提出了一种有效的路由路径编解码方案，允许PC端高效解码路由路径信息。
　　(2)本文提出了利用时间戳准确估计节点度信息的方法，允许编码更加紧凑，同时利用子路径连接的方法，保证过长路径也能获得较高恢复率。
　　(3)本文提出了一种适用于无线传感网络的路由路径恢复率模型，该模型建立了对应的恢复率公式，对数据包的路径恢复率进行了建模，并且对不同路由路径恢复方法进行了恢复率分析，为以后无线传感网络选取路由路径恢复方法提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 研究动机及意义

1．3 研究内容

1．4 CitySee无线传感网络系统介绍

1．5 论文组织结构

第2章 相关工作

2．1 概述

2．2 不同领域路径恢复方法介绍

2．2．1 传感网络中路由路径恢复方法

2．2．2 互联网中路由路径恢复方法

2．2．3 程序运行路径恢复方法

2．3 本章小结

第3章 路径恢复算法

3．1 需求与挑战

3．2 设计与实现

3．2．1 编码过程

3．2．2 编码效率

3．2．3 解码过程

3．3 特点与不足

3．3．1 特点分析

3．3．2 挑战与不足

3．4 本章小结

第4章 路径恢复算法优化与扩展

4．1 优化空间

4．1．1 路由动态性

4．1．2 路径相似性

4．2 算法扩展

4．2．1 动态维护路由

4．2．2 短路径连接

4．3 使用场景

4．4 性能评估

4．4．1 通信开销

4．4．2 真实数据集

4．4．3 仿真模拟

4．5 本章小结

第5章 路径恢复率模型

5．1 需求与挑战

5．2 模型设计

5．2．1 参数定义

5．2．2 MNT算法

5．2．3 PathZip算法

5．2．4 PAT算法

5．3 仿真实验

5．4 本章小结

第6章 总结和展望

6．1 全文工作总结

6．2 未来工作

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢