无线传感器网络路径选择算法研究

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随着微电子技术和无线通讯技术的发展,无线传感器网络受到越来越多的关注。由于传感器节点通讯距离和能量的受限使得大部分源节点无法与Sink节点直接通讯,源节点一般采用多跳的方式利用其它节点建立一条或多条路径;而网络拥塞和能量的非均衡消耗会造成能量的浪费,因此,如何避免网络拥塞、均衡网络能耗是设计路由算法时需要考虑的重要问题。  本文从避免拥塞和均衡能耗的角度出发,针对几类网络模型提出了一些新的路径选择算法,并通过NS2仿真平台进行了验证。本文的主要贡献如下:  (1)针对节点均匀分布且可以获知自身位置的静态无线传感器网络,提出了一种基于网格的路由算法。首先,为网格化布置的网络建立了多条路径,并在路径选择时考虑了如何避免网络拥塞和均衡网络能耗;然后,为随机均匀布置的网络建立虚拟的网格模型,并通过路径更新进一步均衡网络能耗和解除网络拥塞。  (2)针对节点非均匀分布且无法获知自身位置的静态无线传感器网络,提出了一种改进的AOMDV路由算法。该算法不需要使用位置信息确定数据的传播方向,而是在源节点采集到数据以后,会发送“路由请求”和Sink节点建立多条双向路径,并在路径选择阶段设计了拥塞控制方案和能耗均衡策略。  (3)针对无线传感器网络中存在移动节点的情况,提出了一种基于分层的路由算法。首先在节点布置完成以后为网络建立一个分层拓扑,并根据移动节点的位置变化对拓扑结构实时更新;然后,根据节点的层次值为转发节点选择转发路径;为了避免拥塞和均衡网络能耗,在路径更新阶段,采用了基于拥塞控制以及基于能耗均衡的路径更新策略。  最后,对本文主要工作进行总结,并对未来的研究工作进行了展望。
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