無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究

《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究姓名：龔本燦申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師：李臘元20090901表明網(wǎng)絡(luò)中尋找一條滿足兩個或者兩個以上約束條件的路徑是NP完全問題；并且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有鏈路帶寬低、節(jié)點(diǎn)能量有限、處理能力差、拓?fù)渥兓l繁等許多特點(diǎn)，使得在復(fù)雜環(huán)境中提供QoS保證非常困難。蟻群算法在求解復(fù)雜優(yōu)化問題方面存在一定的優(yōu)勢，它具有正反饋、分布式計算和貪婪的啟發(fā)式搜索等特征，特別適合于解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由問題。本文提出了一種基于蟻群算法的按需驅(qū)動的QoS路由協(xié)議(ACQR)，采用前向螞蟻尋找

2、從源節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的路徑，采用后向螞蟻對路徑上的信息素進(jìn)行更新。協(xié)議同時提供了三種路由服務(wù)功能，即音視頻流服務(wù)、異常報警服務(wù)和普通信息服務(wù)；并根據(jù)每一類服務(wù)的特點(diǎn)，設(shè)計了相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則和信息素更新規(guī)則。仿真實(shí)驗表明：該協(xié)議能確保所生成的路徑滿足QoS要求。3)一種基于地理位置的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由協(xié)議無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在大量點(diǎn)到多點(diǎn)的通信需求，在此情況下多播是一種有效的通信手段，能夠最大限度地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低能量消耗。多播路由協(xié)議的核心是建立一棵費(fèi)用最小的多播樹，即Steiner樹，它是一個NP完全問題。現(xiàn)有的啟發(fā)式算法存在以下主要

3、問題：(1)需要網(wǎng)絡(luò)的全局信息，這在大型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中是不現(xiàn)實(shí)的；(2)計算的時間和空間復(fù)雜度大，難以在普通傳感器節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)；(3)依靠預(yù)先建立的路徑，通信開銷大。本文提出了一種基于地理位置的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由協(xié)議(GMI沖)，它采用面向連接和面向無連接相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并用GG(GabrielGraph)算法來解決“路由空洞’’問題。其核心思想是：源節(jié)點(diǎn)發(fā)送探測包，探測包攜帶了所有的目的地址和數(shù)據(jù)，按記分牌算法選擇路徑，并在傳輸過程中在各中間節(jié)點(diǎn)建立多播路由表；后續(xù)數(shù)據(jù)包采用面向連接的方式，沿已建立的多播路徑傳輸。該協(xié)議不需

4、要預(yù)先建立路徑，計算簡單，通信開銷小。仿真實(shí)驗表明：GMRP在能量消耗、跳數(shù)和時延方面優(yōu)于LGS和PBM。本文得到國家自然科學(xué)基金項目(60672137、90304018)、教育部博士點(diǎn)基金項目(20060497015)、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃(NCElL08—0806)、國家軟件開發(fā)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗室開放課題(SKLSDE．2009KF-2—02)和武漢市重點(diǎn)科技攻關(guān)項目(20041001001)的資助。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，路由協(xié)議，分簇路由，QoS路由，多播路由IlAbstractWirelesssensornetwork(WSN

5、)isaself-organizingnetworkwhichiscomposedofalargenumberoflow-cost，low-powertinysensornodes．ThesesensorsCallbeusedformonitoring,sensing，collectingtheenvironmentinformationinoverlayareaandtransferringtheprocesseddatatoBSerS．WSNhasmanyfeaturesincludingflexibledeployment，goods

6、calability,highreliabilityandlowcost．ItCanbeusedinawiderangeofpotentialapplications，suchasnationalsecurity，environmentalmonitoring,disasterrelief,andcommerceapplications，etc．Bothacademiaandindustryareveryinterestedinit．Routingprotocoltakeschargeofperhoptransmissionofdatafr

7、omsensorsnodestosink，whichisoneofkeytechnologiesofWSNandhassignificantimpactonthenetworkperformance．Sensornodesareoperatedbybatterypower，andhaveverylimitedcomputationability，limitedmemoryandlimitedbandwidth，whichbringatremendouschallengetodesignofroutingprotocols．Mostexist

8、entandmatureroutingtechnologiesarenotsuitableforWSN，andspecialroutingprotocolsneedtobedes