無線傳感網絡GAF地理位置路由算法研究.pdf

1、無線傳感網絡技術近年飛速發(fā)展，在醫(yī)療救護、環(huán)境監(jiān)測、軍事及工農業(yè)生產方面具有廣闊的運用前景，成為本世紀信息技術中一個新的研究發(fā)展方向。由于傳感器節(jié)點本身的能量有限，能量有效的介質訪問控制協(xié)議、路由協(xié)議、拓撲控制機制及應用層協(xié)議等，是無線傳感網絡協(xié)議棧設計中必須重點考慮的問題。同時，多層協(xié)議協(xié)同設計的策略更有利于無線傳感網絡能耗性能的優(yōu)化。
　　目前，僅依靠網絡層的路由協(xié)議，即平面路由、層次路由、地理位置路由等算法，都不能有效的解決

2、降低全網能耗、平衡全網負載的問題。GAF算法將拓撲控制技術、數(shù)據(jù)路由技術相結合，采用網絡分層和節(jié)點睡眠調度策略，極大的節(jié)約了全網節(jié)點的空閑及監(jiān)聽能耗，有效的延長了網絡生命期。
　　本文以GAF算法為基礎，針對算法在全網拓撲劃分方式上的不足給出三種改進方案，以進一步降低節(jié)點的能量消耗，實現(xiàn)全網各節(jié)點的負載平衡。首先，針對GAF算法固定的拓撲劃分方式可能導致每個簇中心附近的節(jié)點負載過大從而提前死亡的問題，給出了一個簇循環(huán)移位方案，使全

3、網在滿足最小化簇內能耗基礎上又可達到各節(jié)點的負載平衡；其次，本文分析了一個單元格虛擬分層的拓撲改進方案，以實現(xiàn)節(jié)點無線發(fā)射功率不變的前提下擴大單元格覆蓋面積，增加休眠節(jié)點數(shù)以節(jié)約全網能耗的目的；最后，針對GAF矩形的簇結構限制了其對角線方向的網絡連通性問題，給出一種非對稱的簇分布算法，縮短了分組數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點的傳輸距離，提高了路由效率。
　　本文采用Matlab軟件進行仿真環(huán)境的搭建，對三種算法的性能進行了理論及仿真分析。實驗結果