無線傳感器網絡能耗均衡路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域內的大量微型傳感器節(jié)點，通過無線通信方式形成的一個多跳、自組織網絡系統(tǒng)。路由協(xié)議作為無線傳感器網絡的核心技術之一，其性能直接影響整個網絡的效率。近年來，針對WSN路由協(xié)議的研究已經取得了許多成果，但仍存在著許多亟待解決的問題。由于傳感器節(jié)點自身所攜帶的能量非常有限，同時“熱區(qū)效應”、“路由空洞”等原因可能會導致出現網絡中部分節(jié)點因負載過重而失效，甚至網絡過早死亡的現象。因此，如何延長網絡生存周期、保證整個

2、網絡內節(jié)點負均衡是無線傳感器網絡研究中極具挑戰(zhàn)性以及意義重大的課題。
　　 本文圍繞負載均衡的路由技術這一主題展開研究，側重點在于解決路由中的熱區(qū)效應和路由空洞問題。針對這兩類問題，本文提出了一些負載均衡的路由算法，總結如下：
　　 (1)數據收集傳感器網絡有三個特征：集中式數據收集、多跳數據傳輸、多對一流量模式，往往會造成Sink附近節(jié)點負載過重而產生熱區(qū)效應。針對這一問題，本文提出了一種節(jié)點非均勻分布的分簇路由算法C

3、RND，通過將節(jié)點非均勻分布策略和分簇路由相結合，在環(huán)形網絡中節(jié)點非均勻分布的基礎上，根據節(jié)點距離Sink的距離和剩余能量來進行分層與分簇，并從理論上分析了實現能耗均衡時各個圓環(huán)節(jié)點數量的比值，按此比率部署的網絡中采用CRND算法有著更高的網絡利用率和路由成功率，有效延長生存周期。
　　 (2)基于地理信息的路由算法由于其高效、計算出的傳輸路徑接近最優(yōu)和良好的可擴展性等特點，在無線傳感器網絡中得到廣泛的應用。但此類路由算法獲得地

4、理信息成本高，并且容易遭受“路由空洞”。針對此情況，本文提出了一種基于界標輔助定位的虛擬地理路由算法LVGR，不需要知道節(jié)點的實際地理坐標，利用局部鏈路連通及節(jié)點間的相對位置信息進行拓撲發(fā)現，在拓撲發(fā)現的基礎上即能成功進行局部坐標路由。LVGR算法能實現整個網絡的能耗均衡，特別是大型“空洞”附近節(jié)點的能量平衡，具有低成本和高性能的優(yōu)點。
　　 (3)針對無線傳感器網絡中利用地理貪婪路由時遭遇“路由空洞”的問題，本文提出了一種提前