基于距離能量感知的多路徑路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線通信、嵌入式等技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前有了極大的進(jìn)步。作為一種前沿的信息獲取及處理技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究引起了國(guó)內(nèi)外研究者的重視，許多科研機(jī)構(gòu)和高校都投入巨大人力和資源進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究。
　　與傳統(tǒng)的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)不同，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有諸多不一樣的特性，需要根據(jù)自身特點(diǎn)采用合適的無線路由協(xié)議。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳輸范圍有限，數(shù)據(jù)傳輸主要依靠節(jié)點(diǎn)間的中繼轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行，這種通信方式具有較強(qiáng)的靈活性，

2、但路由中任何一條鏈路斷裂都將引起路由不可用。為了實(shí)現(xiàn)高可靠性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必須提高鏈路的穩(wěn)定性。
　　本文深入研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議等相關(guān)核心技術(shù)，結(jié)合多路徑路由協(xié)議特點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)距離預(yù)測(cè)機(jī)制，在傳統(tǒng)的多路徑路由協(xié)議AOMDV基礎(chǔ)上提出距離能量預(yù)測(cè)的多路徑路由協(xié)議DEP-AOMDV，主要開展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　(1)深入研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、系統(tǒng)性能指標(biāo)，重點(diǎn)在于多路徑路由協(xié)議的

3、研究，詳細(xì)分析和討論了路由協(xié)議發(fā)展前景、協(xié)議關(guān)鍵性能指標(biāo)、多路徑路由理論基礎(chǔ)和多路徑路由協(xié)議分類。
　　(2)重點(diǎn)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間距離預(yù)測(cè)算法，詳細(xì)介紹了距離感知預(yù)測(cè)算法對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能的影響，并結(jié)合基于信號(hào)能量的節(jié)點(diǎn)間距離預(yù)測(cè)模型對(duì)多路徑路由協(xié)議AOMDV進(jìn)行改進(jìn)提出DEP-AOMDV協(xié)議。
　　(3)針對(duì)AOMDV協(xié)議在路由建立過程中對(duì)路徑中節(jié)點(diǎn)剩余能量的忽略，DEP-AOMDV協(xié)議改進(jìn)了路由請(qǐng)求包RR

4、EQ結(jié)構(gòu)，加入節(jié)點(diǎn)剩余能量參考機(jī)制，使得RREQ包傳遞過程中記錄當(dāng)前路徑中節(jié)點(diǎn)最小剩余能量值，目的節(jié)點(diǎn)在收到RREQ包后可以根據(jù)閥值決定是否發(fā)送路由回復(fù)包RREP，建立該條路由。
　　(4)針對(duì)AOMDV協(xié)議未考慮節(jié)點(diǎn)間相對(duì)移動(dòng)對(duì)鏈路穩(wěn)定度的影響，DEP-AOMDV協(xié)議改進(jìn)了路由錯(cuò)誤包RERR結(jié)構(gòu)，改變傳統(tǒng)發(fā)現(xiàn)鏈路錯(cuò)誤時(shí)廣播錯(cuò)誤信息的機(jī)制，將錯(cuò)誤包目的地址由廣播地址改為源節(jié)點(diǎn)地址。同時(shí)增添錯(cuò)誤包RERR標(biāo)示pre_value，區(qū)別

5、為值為0的鏈路斷裂錯(cuò)誤包和值為1的鏈路將要斷裂錯(cuò)誤包。
　　(5)研究了錯(cuò)誤包RERR發(fā)送機(jī)制，提出錯(cuò)誤包預(yù)測(cè)域判斷公式，綜合考量節(jié)點(diǎn)剩余能量和節(jié)點(diǎn)間距離，均衡了距離和能量對(duì)系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤包RERR的影響。
　　(6)在NS-2仿真環(huán)境下對(duì)DEP-AOMDV、AOMDV和AODV協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的DEP-AOMDV協(xié)議在平均分組投遞率、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延等方面均有明顯提高，適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)