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无线传感器网络双穴容错路由的研究

作　者: 赵方林
导　师: 王翠荣
学　校: 东北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 路由协议 容错 双穴
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


无线传感器网络是由大量传感器节点组成的分布式无线网络,已成为人们的研究热点。许多科学和商业杂志评无线传感器网络技术为21世纪将深刻改变人类生活的十大技术之一。无线传感器节点构造部件简单、可靠性不高,无线传感器网络的部署环境往往十分恶劣,因此,在无线传感器网络的路由协议设计过程中,如何提高协议的容错性能是一个非常重要的研究课题。本文主要研究了无线传感器网络路由的容错问题,对无线传感器网络中比较常见的路由算法进行了分类研究,对比分析了它们的容错性能。在此基础上,设计并实现了两种容错路由算法,即FTLEACH协议和分级容错路由算法。LEACH协议是典型的两层无线传感器网络路由协议,LEACH协议具有结构简单、实现容易的优点,但它在设计时没有充分考虑网络容错方面的问题。本文针对LEACH协议在容错方面存在的问题,使用1：1型专一双穴容错技术对其改进,提出了一种容错路由协议——FTLEACH。仿真显示,FTLEACH减少了网络丢包率,提升了整个网络的数据吞吐量,提高了网络的容错性能。FTLEACH是一种针对两层无线传感器网络,使用了单一双穴容错技术的路由算法。在此基础上,本文使用多种双穴容错技术,对多层无线传感器网络路由的容错问题进行了进一步研究,设计了一种分级容错路由算法。该算法针对多层无线传感器网络的不同层次对容错性能的不同需求,分别使用1+1型专一双穴容错技术、1：1型专一双穴容错技术和1：2型共享双穴容错技术进行设计与实现。仿真显示,该算法不仅提升了网络的容错性能,而且提高了无线传感器网络中节点资源的使用效率。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 无线传感器网络概述  9-12
    1.1.1 无线传感器网络系统结构  9-10
    1.1.2 无线传感器网络的特点  10-11
    1.1.3 无线传感器网络的应用  11-12
  1.2 研究背景及意义  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-15
  1.4 论文的主要工作  15-16
  1.5 论文的组织结构  16-17
第2章 无线传感器网络容错路由技术研究  17-29
  2.1 无线传感器网络容错技术概述  17-18
  2.2 无线传感器网络容错路由的分类研究  18-23
    2.2.1 基于洪泛的无线传感器网络的容错路由  18-19
    2.2.2 基于梯度的无线传感器网络的容错路由  19-20
    2.2.3 基于层次的无线传感器网络的容错路由  20-21
    2.2.4 基于多路径的无线传感器网络的容错路由  21-22
    2.2.5 容错路由算法的比较  22-23
  2.3 无线传感器网络中双穴容错技术分析  23-28
    2.3.1 双穴容错路由技术的分类  23-24
    2.3.2 1+1型专一双穴容错路由  24-25
    2.3.3 1:1型专一双穴容错路由  25-26
    2.3.4 共享双穴容错路由  26-27
    2.3.5 双穴容错路由技术的性能分析  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 FTLEACH协议的设计及性能分析  29-49
  3.1 LEACH协议及分析  29-32
    3.1.1 LEACH协议的算法描述  29-32
    3.1.2 LEACH协议的分析  32
  3.2 FTLEACH协议的设计  32-40
    3.2.1 FTLEACH协议的设计思想  33
    3.2.2 FTLEACH协议的总体设计  33-34
    3.2.3 簇头选举算法的设计  34-36
    3.2.4 非簇头节点失效容错算法的设计  36-38
    3.2.5 簇头节点失效容错算法的设计  38-40
  3.3 FTLEACH协议的仿真及性能分析  40-48
    3.3.1 NS2仿真度量指标的设定  41
    3.3.2 FTLEACH协议的仿真实现  41-45
    3.3.3 FTLEACH协议的性能分析  45-48
  3.4 本章小结  48-49
第4章 分级容错路由的设计及性能分析  49-57
  4.1 分级容错路由算法的基本思想  49-50
  4.2 分级容错路由算法的设计  50-52
  4.3 分级容错路由算法的仿真及性能分析  52-56
    4.3.1 NS2仿真度量指标的设定  52-53
    4.3.2 分级容错路由算法的仿真实现  53
    4.3.3 分级容错路由算法的性能分析  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章 结论与展望  57-59
  5.1 本文结论  57
  5.2 下一步研究方向  57-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间发表论文  63-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
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