無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于地理位置信息的混合路由算法.pdf

1、傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量集成有信息采集、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信等功能的節(jié)點(diǎn)組成，這些大量部暑在目標(biāo)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)通過無(wú)線通信的方式組成多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的感知和采集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)或者基站。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在民用及軍用領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，它可用于目標(biāo)跟蹤、入侵檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)難救助、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域，在這些應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)的位置信息對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)

2、至關(guān)重要。事件發(fā)生的位置是傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)消息中所包含的重要信息，沒有位置信息的監(jiān)測(cè)消息往往毫無(wú)意義。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些協(xié)議比如基于地理信息的路由就需要位置信息作為支撐。
　　 設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的主要目的是尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑，將數(shù)據(jù)分組從數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)多跳轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。地理信息路由算法是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的一類路由算法。其中，采取貪婪算法為其基本路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的地理信息路由算法都不可避免地遇到路由空

3、洞問題。如何減小遇到路由空洞的概率以及采取何種更有效的恢復(fù)機(jī)制，在地理路由算法中具有重要意義。
　　 本文對(duì)地理信息路由算法解決空洞問題的各種方法進(jìn)行了總結(jié)，并針對(duì)具體的算法進(jìn)行了探討，分析了各個(gè)算法的優(yōu)劣和性能
　　 本文研究了隨機(jī)部署的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)成為空洞的概率，并據(jù)此設(shè)計(jì)了基于兩跳鄰居節(jié)點(diǎn)位置信息的地理路由協(xié)議GF-2，該算法能夠增加空洞節(jié)點(diǎn)的鄰居數(shù)目，從而盡可能減少路由空洞發(fā)生的概率，提高分組到達(dá)率。對(duì)于GF-2算

4、法仍然遭遇空洞問題時(shí)本文提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度的混合算法，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度很低時(shí)，采用有限制的泛洪方式，僅僅在空洞節(jié)點(diǎn)處泛洪，空洞節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包之后各自采用貪婪算法轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，這樣既保證成功率，又節(jié)省了能量。隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度的增大，采用泛洪方式的能耗會(huì)迅速增大，因此我們選擇單路徑的策略，在這我們引入GPSR算法的邊界轉(zhuǎn)發(fā)模式，但是邊界轉(zhuǎn)發(fā)模式常常導(dǎo)致跳數(shù)巨大，這不但會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)效率，還會(huì)因?yàn)門TL的限制導(dǎo)致丟包率的增加，在這我

5、們利用無(wú)線信道的特點(diǎn)，通過信道偵聽來(lái)減小跳數(shù)，提高傳輸成功率。如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度很大，我們?cè)诜乐弓h(huán)路的前提下僅僅采用貪婪算法就能迅速走出空洞。仿真結(jié)果表明，與GPSR算法相比較，混合算法在分組到達(dá)率和數(shù)據(jù)傳送的路由跳數(shù)等方面都有著更好的性能。
　　 本文介紹了了一種高效的針對(duì)路由空洞現(xiàn)象的路由算法一基于節(jié)點(diǎn)自身權(quán)重和門限值的BWTR算法，通過對(duì)門限和權(quán)重的調(diào)整可以使數(shù)據(jù)繞過網(wǎng)絡(luò)中任何空洞，保證了成功率。同時(shí)門限值的使用限制了轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)