無線傳感器網絡最小跳數路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡是一種綜合了檢測、無線通信和計算機網絡技術，用于數據采集和傳輸的自治系統(tǒng)，由大量的散布在工作區(qū)域中具有無線通信、傳感和數據處理能力的傳感器節(jié)點組成。由于無線傳感器承擔了檢測、處理和通信等多種任務消耗了大量能量和無線帶寬，因此無線傳感器網絡面臨著較大的能量和帶寬等資源壓力，需要采用合理節(jié)能的路由算法來實現(xiàn)數據分組的多跳傳輸，路由算法設計的首要目標是如何高效使用節(jié)點能量資源、延長網絡生存期。本文對無線傳感器網絡最小跳數路由算法

2、進行了深入研究，內容主要包括以下兩個方面:
　　 (1)針對現(xiàn)有無線傳感器網絡最小跳數路由算法在下行路由創(chuàng)建過程和能量更新機制中存在冗余控制開銷的問題，本文提出一種采用跨層和功率控制機制，具有節(jié)能功能的雙向最小跳數路由算法(Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing，CEBR):無需使用專門的控制分組，采用源路由方式以較小開銷建立從Sink節(jié)點通往傳感器節(jié)點的下行路由;通

3、過跨層信息共享，定期采集節(jié)點剩余能量信息并按需發(fā)布;設計使用含跳數和節(jié)點剩余能量的合成路由度量標準，減少節(jié)點能量和網絡帶寬消耗的同時均衡節(jié)點能耗;結合RSSI(Received Signal Strength Indication)測距實現(xiàn)節(jié)點發(fā)射功率控制從而在數據及查詢分組發(fā)送過程中節(jié)約節(jié)點能量。理論分析表明了CEBR的有效性;仿真結果顯示:與現(xiàn)有的典型相關算法相比，CEBR能夠在建立雙向最小跳數路由的前提下，至少降低34.5％的歸一

4、化控制開銷和27.12％的數據分組平均能耗，并使網絡生存期延長18.98％以上。
　　 (2)針對現(xiàn)有無線傳感器網絡最小跳數路由算法在路由維護過程中存在的數據分組能耗和時延過大等問題，本文提出了一種基于最小跳數的分布式路由維護方法(Distributed Routing Maintenance based on Minimum Hop，DRMMH)，無需專門的控制分組，在ACK分組中攜帶節(jié)點自己和其父節(jié)點的能量信息，路由選擇時能

5、夠考慮兩跳范圍內的節(jié)點能量信息，均衡節(jié)點能量消耗;節(jié)點在發(fā)現(xiàn)自己的跳數信息因為鄰居節(jié)點的死亡或移動而改變后，主動向鄰居節(jié)點更新自己的跳數信息，減少數據分組傳輸跳數，降低數據分組能耗和時延。理論分析和仿真結果都表明，DRMMH能夠提高數據分組平均能量消耗，降低數據分組端到端時延，延長網絡生存期。
　　 無線傳感器網絡最小跳數路由算法由于采用平面拓撲，復雜度較低，易于實現(xiàn)，是無線傳感器網絡路由技術中值得深入研究的領域，希望本文工作能