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基于Sink节点移动的WSN节能路由协议的研究

程子栋  
【摘要】:无线传感器网络在军事、工业、民用等诸多方面拥有广泛的应用前景,是目前的研究热点之一。传统无线传感器网络的突出特点是在固定区域内静态节点随机散布,节点数据通过多跳方式进行传输。带来的突出问题是网络中越靠近汇聚节点(Sink)的周边节点能量消耗越快,最终因为靠近Sink的周边节点能量失效导致整个无线传感器网络处于瘫痪状态。近年来随着技术的发展,在无线传感器网络中引进多个可移动Sink节点成为可能,进而解决了这个“热点”问题,但同时也给路由协议带来了其他困难。 本文在介绍了当前主要无线传感器网络路由协议的同时,分析了引用可移动Sink节点的无线传感器网络路由协议的特点和性能,并总结了当前基于可移动Sink节点路由协议算法存在的问题。通过对TTDD[10]路由算法的性能分析,试图在算法中设计一种可控的Sink节点移动策略,实现无线传感器网络生存时间的延长。 本论文的研究内容和创新工作主要体现在以下几方面: 1.对传统静态无线传感器网络中的四类路由协议算法进行研究比较,分析了它们在无线传感器网络应用中的优点和不足。 2.对基于移动Sink节点的无线传感器网络路由算法进行了分类及描述,并对现阶段该类路由算法中应用的Sink节点移动策略进行概述和比较。 3.设计了改进型TTDD路由算法(ATTDD),在原有算法基础上引入了基于节点剩余能量的Sink节点可控移动策略。通过对比SODD分析了其通信开销和冗余开销,改进型TTDD路由算法在多移动Sink节点无线传感器网络中减少了大量的网络开销,从而延长了网络的生存时间。 4.在研究后期对改进型TTDD路由算法进行仿真分析,从网络生存时间、数据包传输成功率和网络平均时延三方面与TTDD路由算法做对比。从结果中得出结论:改进型TTDD路由算法比原TTDD路由算法具有更好的数据包传输成功率而且在少量低速可移动Sink节点的网络中延长了网络的生存时间。


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