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《哈尔滨工业大学》 2007年
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无线传感器网络网络层路由协议的研究与系统设计

徐博  
【摘要】: 无线传感器网络能实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息,在军事、环境监测和工业生产等方面具有十分广阔的应用前景,是当前国际上备受关注的新兴前沿研究热点之一。在无线传感器网络应用众多亟需解决的问题中,如何利用无线传感器网络有限的能量资源和各节点地理位置信息,确立目标区域的路由,是无线传感器网络研究的关键问题之一。 传感器网络已经摆脱了传统网络单一的以终端(IP)为中心信息获取模式,更多的考虑到以数据为中心的信息获取模式,因此地理位置坐标将代替IP成为路由协议中路径寻址的主要依据。这一寻址方式的重大变化,导致基于IP的路由协议将不能应用于无线传感器网络中。 目前常用的基于位置信息的路由策略有贪婪转发,以及周迹路由策略。贪婪转发策略目的是得到尽可能趋优的路径,但缺乏空洞绕行的能力。周迹路由策略针对贪婪转发绕行能力差的问题,在贪婪策略的基础进行了改进,引入了“右手定则”,避让障碍物的能力得到显著提高,但产生的路径失去了趋优的特性。路径的趋优性和空洞的绕行能力是体现一个路由策略好坏的重要指标。针对保持路径趋优性的同时,又提高绕行能力这样的难题,本文提出了“锚”思想下的友元辅助路由发现策略。新路由策略结合了本地路由和考虑节点健壮性的远程路由算法,并在友元的辅助作用下建立通往信宿节点的锚迹。“锚”迹将通往信宿的路径划分为若干段,在每段上都能采用考虑节点健壮性的贪婪算法进行转发。新路由策略使产生的路径具有趋优性的同时,又在友元辅助作用下对障碍物存在做出预警,并做到提前调整路由方向,从而提高了路由的空洞绕行能力。科学有效的友元选择和管理机制,让友元节点之间不存在“通信空洞”,使贪婪转发的优势得到更大的发挥。 本文针对无线传感器网络的特点,对网络模型和传感器系统模型进行科学、合理的设计。并在该平台下对贪婪转发、周迹路由策略和本文提出的新路由策略在路径趋优性和网络连通性等方面进行了详细的对比仿真实验。实验数据表明本文提出的友元辅助路由发现策略,能够兼顾网络连通性和路径趋优性,并能达到很好的性能指标。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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【引证文献】
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【参考文献】
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