基于能耗均衡的无线传感器网络路由算法研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tony_m_wang
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在无线传感器网络中,由于无线传感器节点硬件功能有限,网络中的多个传感器节点所采集的数据为一个或几个相同的物理量,数据的冗余性比较高。当其中某个节点因承担任务过重而失效时,可以通过其它节点替换,来保证网络的正常运行。但是,节点间连续的数据转发,必会使无线传感网络中的负荷量增大。既不使节点损耗过多的能量,又能保证节点数据能可靠的传输,便成为了无线传感器网络中路由算法设计的关键问题。本文从数据传输的时延和网络生存时间两个角度对无线传感器网络路由算法进行了讨论,主要工作有以下三点:第一,介绍了传统有线网络、其它无线网络与无线传感器网络的区别,对传感器网络路由算法设计标准进行了分析,总结了一些传感器网络路由算法,为设计性能更好的路由算法打下了良好的基础。第二,网络内的传感器节点携带的电源有一定的寿命,经过一段时间的数据传输,节点的能耗不均,对于低能量的节点保护不足。针对此不足,本文在最小跳数阶段的基础上设定节点的阈值以及节点间的状态转换,来尽量避开路径中低能量的节点,同时把节点的剩余能量和跳数作为最优路径选择的标准,实现数据传输的低能耗和整个网络的能耗均衡,从而可以有效的延长网络生存时间。第三,过分的依赖某一条路径进行数据传送往往会造成某些中间节点过早的死亡,最终导致网络生存时间的缩短。针对此不足,本文提出了基于梯度值的多路径路由算法(The Gradient Values Routing),简称GVR。根据梯度值的大小进行排序来建立源节点到目的节点之间的多条路径,从而使在传输数据过程中能在链路性能较优的路径上进行,使整个无线传感器网络的能耗均衡,因此能有效的延长网络的生存时间。第四,在仿真平台MATLAB中对提出的路由算法进行仿真。从能耗和传输时延两个角度对本文提出的算法与现有的其他算法进行比较,验证了该路由算法具有降低传输时延和延长网络生存时间。
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