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无线传感器网络功率控制路由算法研究

作　者: 侯忠伟
导　师: 许登元
学　校: 重庆交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 功率控制 AODV路由 线性拓扑 判决门限
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 25次
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内容摘要


无线传感器网络因其广泛的应用范围（如军事国防、医疗救护、交通疏导、环境监测等等），受到了国内外研究者的重视，成为了当今最炙手可热的研究方向之一，而路由技术作为无线传感器网络中的核心技术之一，具有十分重要的研究意义和应用价值。由于无线传感器网络中传感器节点一般依靠电池进行供电，存在能量受限的局限性，因此功率控制问题成为无线传感网络研究和设计中需要考虑的最重要的问题之一。本论文的研究重点是目前无线传感器网络路由算法研究中一个比较新的方向——功率控制路由算法。无线传感器网络功率控制路由算法，就是以功率控制技术为基础，适合在无线传感器网络环境中使用，并能够有效地降低节点平均能量消耗，延长网络正常使用寿命的一类路由算法。文中通过对功率控制技术的研究现状进行深入分析，以IETF标准化的AODV路由算法为基础提出了一种基于判决门限的网状拓扑结构无线传感器网络AODV路由算法和一种基于功率均衡的线性拓扑结构无线传感器网络AODV路由算法，从不同角度探讨了功率控制路由算法。论文对功率控制路由算法的研究工作主要体现在以下三个方面：（1）明确了无线传感器网络功率控制路由算法的概念，对其主流的四个研究方向进行了详细地分析。（2）提出了一种基于判决门限的AODV算法（G-AODV），该算法采用局部区域优化功率控制策略，充分使用跨层设计思想，共享物理层的节点剩余能量信息和即时功率信息，通过控制节点的休眠和激活以达到节省能量的目的，算法中借鉴了GAF路由中的分布式协商算法思想，设计了较好的节点激活机制，并通过仿真实验与传统的AODV路由算法进行了比较，同时对算法的影响因子——初始能量判决门限g以及门限变换系数δ对G-AODV路由算法性能的影响进行了探讨，仿真结果说明了选择合适的影响因子能够提高G-AODV路由算法的能量效率。（3）提出了一种基于功率均衡的线性AODV路由算法（PB-AODV），针对线型拓扑结构的无线传感器网络，传统的AODV路由算法最初是针对移动Ad hoc网络提出的，因而没有考虑功耗问题。为了将功耗信息融入路由算法之中，PB-AODV算法中引入了RSSI值和功率门限的概念到路由发现过程中，用以控制节点发射功率的调整，最终实现影响路径选择的目的，并从理论上对该算法能够降低功耗，延长网络寿命进行了数学分析。仿真结果表明，PB-AODV路由算法能够有效地均衡线型网络中节点的负载，网络的生存时间较传统的AODV路由算法提高了14.3%。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-12
  1.3 主要研究内容和创新点  12-13
  1.4 论文结构安排  13-15
第二章 无线传感器网络路由算法  15-29
  2.1 概述  15-16
  2.2 WSN 路由算法的分类  16-20
  2.3 WSN 中典型的路由算法  20-25
    2.3.1 SPIN 路由算法  20-21
    2.3.2 DD 路由算法  21-22
    2.3.3 LEACH 路由算法  22-23
    2.3.4 GPSR 路由算法  23-24
    2.3.5 AODV 路由算法  24-25
  2.4 功率控制路由算法  25-28
    2.4.1 定义  25-26
    2.4.2 现有功率控制策略分类  26
    2.4.3 本文的研究方向  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 一种基于判决门限的 AODV 路由算法  29-42
  3.1 问题的提出  29-30
  3.2 信道模型  30-32
  3.3 网络模型  32
  3.4 算法思想  32-36
  3.5 仿真与分析  36-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章 一种基于功率均衡的线性 AODV 路由算法  42-57
  4.1 问题的提出  42-45
  4.2 信道模型  45-46
  4.3 网络模型  46
  4.4 算法思想  46-51
  4.5 仿真与分析  51-55
  4.6 本章小结  55-57
第五章 总结与展望  57-60
  5.1 总结  57-58
  5.2 展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
在学期间发表的论著及取得的科研成果  65

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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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