基于簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由及其魯棒性評估研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種低功耗自組織的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)一般采用微型化設(shè)計并使用電池供電，很難提供充足的能量供給，同時，一些不定因素對網(wǎng)絡(luò)性能的影響較大，因而，提高能效及數(shù)據(jù)傳輸可靠性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心問題。本論文從網(wǎng)絡(luò)層研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸過程中的高能效性及高可靠性等關(guān)鍵問題，構(gòu)建了基于簇的高能效無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了一種高可靠性的路由算法。同時，針對路由算法魯棒性強(qiáng)弱的評價問題，本文在云理論的基礎(chǔ)上，提出了一種科學(xué)的評估

2、方法。此外，為了確定路由過程中的數(shù)據(jù)源或事發(fā)點(diǎn)的地理位置，論文也給出了一種節(jié)點(diǎn)自身定位算法。具體如下： 1、研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由中的區(qū)域劃分技術(shù)，提出一種基于雙基站功率控制的虛擬網(wǎng)格劃分方法，將大范圍的目標(biāo)區(qū)域劃分為多節(jié)點(diǎn)、小范圍的虛擬網(wǎng)格區(qū)域，并為每個網(wǎng)格區(qū)域分配一個區(qū)域ID。 2、在虛擬網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一種并行、分布式、自組織的簇協(xié)議(ParallelDistributedSelf-Organizatio

3、nClusteringProtocol，PDSOCP)。該協(xié)議采用基于簇的層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量及節(jié)點(diǎn)在各自網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的相對位置競選簇頭，使選擇的簇頭更具合理性，簇頭節(jié)點(diǎn)依據(jù)其區(qū)域ID自適應(yīng)的建立路由。研究表明，算法有效提高了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能效，延長了網(wǎng)絡(luò)生命周期。 3、PDSOCP建立的路由采用的是單播模式，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆⒉桓撸瑸榱私鉀Q不可靠節(jié)點(diǎn)和易失無線鏈路面臨的數(shù)據(jù)傳輸可靠性問題，提出了一種基于虛擬網(wǎng)格劃分的高

4、可靠性路由算法(Grid-basedHighReliabilityRouting，GHRR)。GHRR算法建立了基于區(qū)域ID的梯度域，數(shù)據(jù)沿著源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的“信息傳送帶”進(jìn)行傳輸，而不局限于單個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收發(fā)。論文從理論和仿真兩個角度對GHRR算法的可靠性、鏈路負(fù)荷、能耗等參數(shù)進(jìn)行了分析，經(jīng)過與同類算法的比較，得到較好結(jié)果。 4、數(shù)據(jù)來源或者事發(fā)點(diǎn)的地理位置在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中占有舉足輕重的地位，沒有位置信息的數(shù)據(jù)是沒有

5、實(shí)際意義的，雖然PDSOCP實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)源所屬區(qū)域的定位，但定位精度不高。為此，本文基于質(zhì)心定位技術(shù)，提出一種基于功率控制的質(zhì)心定位算法(CentroidLocalizationAlgorithmbasedonPowerControl，CLAPC)，進(jìn)一步提高了定位精度。 5、為了更為科學(xué)的衡量路由算法對環(huán)境變化的適應(yīng)能力，本文對路由魯棒性的評估問題做出了有益的探索。分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)魯棒性評估的特點(diǎn)，在云理論的基礎(chǔ)上，建立了路