無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高效率定向擴散和分布式勢能路由算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在觀測環(huán)境中或附近的傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的多跳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因能通過傳感器節(jié)點采集、處理、傳輸數(shù)據(jù)協(xié)作地完成大型或復雜的監(jiān)測任務(wù),而被廣泛地應(yīng)用于軍事,醫(yī)學,以及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域?？梢哉f無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是信息感知和采集的一場革命,是21世紀最重要的技術(shù)之一。所以研究傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法具有十分重要的意義。本文概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特征,分析了相應(yīng)的協(xié)議棧,并介紹了國內(nèi)外比較成熟的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由

2、算法。在此基礎(chǔ)上,針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量資源極其有限的特征,提出了兩個高效路由協(xié)議。論文提出的第一個協(xié)議是GSDD(Gossiping-based Scalable Directed Diffusion)算法。該算法將Gossiping應(yīng)用到經(jīng)典的定向擴散路由算法,從而達到既能保證網(wǎng)絡(luò)連通,又能適當減少網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷的目標。本文重點介紹了GSDD算法是如何在Gossiping、Regional Gossiping算法的協(xié)助下,完成對定向擴

3、散協(xié)議在“興趣”擴散和數(shù)據(jù)傳輸步驟中使用的洪泛和類洪泛機制的改進。之后,本文從理論的角度,詳細地分析了GSDD算法在性能上相對于定向擴散協(xié)議優(yōu)越性。同時利用NS模擬軟件實現(xiàn)GSDD算法模型,并設(shè)計具體的仿真環(huán)境,根據(jù)提取的數(shù)據(jù)結(jié)果,進一步直觀地驗證GSDD算法的可操作性和高效性。本文提出的另一個新穎的算法是分布式勢能路由算法。這個協(xié)議借鑒了明尼蘇達大學提出的PWave算法,受到該算法將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與電路相類比的基本思想啟發(fā),提出將無線