基于MIMO技術的無線傳感器網(wǎng)絡路由算法設計與改進.pdf

1、21世紀以來,計算機、通信等領域科學技術得到了飛速的發(fā)展,而作為一種多學科高度交叉融合技術的無線傳感器網(wǎng)絡( Wireless Sensor Networks, WSN)技術也已經(jīng)得到了前所未有的發(fā)展。但是由于傳感器網(wǎng)絡其自身的一些特點或者限制,目前已有的一些有關無線網(wǎng)絡的研究成果并不完全適合于傳感器網(wǎng)絡。路由技術在通信網(wǎng)絡中起著舉足輕重的作用,鑒于傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點的處理、存儲能力以及能量等資源有限,路由協(xié)議的設計應力求簡單,盡量減少節(jié)

2、點需要維護的信息量,并且控制各種信息的傳播范圍,以及減少不必要的通信,以期合理地利用網(wǎng)絡中節(jié)點的能量,并延長網(wǎng)絡的壽命。最小跳路由協(xié)議基于節(jié)點的通信范圍建立節(jié)點之間的通信路徑,整個協(xié)議實現(xiàn)簡單,并且對節(jié)點各方面的要求也比較小。此外多進多出( Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技術由于其在系統(tǒng)的信道容量以及頻譜利用率方面擁有著獨特的優(yōu)勢,所以開始被逐漸地應用到無線網(wǎng)絡中來。目前,許多優(yōu)秀的基于MIM

3、O技術的MAC協(xié)議已經(jīng)提出,例如 MIMA( Mitigating Interference using Multiple Antennas)協(xié)議、PRP(Parallel RTS Processing)協(xié)議以及DACW(Dynamic Adjust CTS Waiting time protocol)協(xié)議,這些協(xié)議都很好地解決了無線網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)膯栴},并且進一步提高了網(wǎng)絡的吞吐量。本文將基于以上提出的要求和技術提出一種新的路由協(xié)

4、議—MCOR(MIMO and Communication-region based On-demand Routing),該協(xié)議主要從以下幾個方面做了適當?shù)母倪M:
　　(1)針對最小跳路由中存在的節(jié)點轉發(fā)路徑單一,流量集中的問題以及RREQ發(fā)送策略中存在的不足做出了改進,提高了網(wǎng)絡的整體性能。
　　(2)針對鏈路層使用的 MIMO技術做出路徑選擇的優(yōu)化,以減少鏈路層協(xié)議協(xié)商過程中控制包的交換,優(yōu)化網(wǎng)絡中節(jié)點能量的使用,提高

5、網(wǎng)絡的性能。
　　論文最后在 QualNet仿真平臺上對 MCOR協(xié)議進行了仿真實驗,并與AODV(Ad-Hoc On-Demand Distance Vector)協(xié)議進行了性能方面的比較, MCOR協(xié)議在數(shù)據(jù)包平均傳輸時延方面較AODV協(xié)議有明顯地降低,但是隨著網(wǎng)絡中布置的節(jié)點的密度逐漸增加,在數(shù)據(jù)包的交付方面,MCOR協(xié)議還是略顯不足。此外論文還驗證了基于MIMO技術所做的路徑選擇方面的優(yōu)化,可以在一定程度上減少網(wǎng)絡中控制信