無線傳感器網(wǎng)絡(luò)角度協(xié)作路由協(xié)議的研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，由低成本、低功耗、多功能的傳感器節(jié)點組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)得到迅速發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中大量隨機分布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點，通過無線通信的方式形成多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在軍事、災(zāi)難預(yù)警與救助、空間探測、環(huán)境和氣象監(jiān)測、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。協(xié)作分集作為一種可以有效抵抗無線多徑衰弱的虛擬多天線技術(shù)被融入到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中呈冗余分布

2、的節(jié)點可以擁有一個或多個協(xié)作伙伴。每個節(jié)點在傳輸本節(jié)點信息的過程中可以分時利用自身的空間信道及其協(xié)作伙伴的空間信道，從而獲得一定的空間分集增益。研究表明協(xié)作分集能夠大大降低自組織網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，基于協(xié)作通信的協(xié)作路由是一個新的研究領(lǐng)域。
　　 本文主要從以下幾個方面進行研究：
　　 (1)針對多徑衰落對無線通信的影響，介紹協(xié)作分集原理，并對協(xié)作分集實現(xiàn)的三大關(guān)鍵問題：協(xié)作伙伴選擇問題、中繼節(jié)點如何協(xié)作問題、中繼節(jié)點何時協(xié)

3、作問題進行詳細(xì)的介紹與分析。針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)自身特點，研究基于地理位置信息的路由協(xié)議，深入分析地理位置路由協(xié)議中的基本轉(zhuǎn)發(fā)機制，通過比較幾種傳統(tǒng)的地理位置路由協(xié)議，重點闡述角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議。
　　 (2)在角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議和協(xié)作通信基礎(chǔ)上，著重研究角度協(xié)作路由協(xié)議。通過對角度協(xié)作路由協(xié)議的中斷概率仿真，發(fā)現(xiàn)節(jié)點間的距離是影響最佳中繼選擇的重要因素，并在ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)定位專業(yè)開發(fā)系統(tǒng)硬件平臺上進行相應(yīng)的實驗，通過統(tǒng)計

4、誤碼率和無線數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)的丟包率來驗證仿真結(jié)果。
　　 (3)針對角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由選擇過程中距離對最佳中繼選擇的影響，對角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議中繼節(jié)點選擇算法進行改進，在角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議最佳中繼競爭的評判標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上引入節(jié)點間距離因素，將角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由與貪婪邊界無狀態(tài)路由相結(jié)合，給出改進中繼選擇算法，在相同角度信息下使用貪婪算法建立路由。
　　 (4)通過NS2網(wǎng)絡(luò)仿真分析比較改進中繼選擇算法和角度隨機轉(zhuǎn)發(fā)路由選