累积链路质量无线传感器网络路由算法研究

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无线传感器网络是在传感器硬件以及普通网络不断发展下诞生的相互融合的高新技术产业,是一种全新的数据感知、采集、传输和处理模式。无线传感器网络不仅能够在军事战争、应急救灾等危险、恶劣的领域中发挥重要作用,同时还能够在医疗卫生、社会生活等民用领域带来不可估量的商业利益。因此,作为21世纪最有发展前景的新型技术之一,无线传感器网络在近十几年来受到越来越多研究者的关注。   论文针对无线传感器网络在能量、计算能力以及通信能力等方面所具有的局限性,做了全面系统的分析和研究,总结了无线传感器网络路由算法的性能评价标准,并利用这些标准对国内外优秀的无线传感器网络路由算法进行了分析比较,指出了路由算法改进的必要性。通过对算法ETX(Excepted Transmission Count Metric)以及算法ETF(ExpectedNumber of Transmissions over Forward Links)不足的分析,论文提出了算法改进的策略。论文利用传感器节点MicaZ,完成了一系列在室内条件下的硬件验证实验。在实验结果的基础上,利用优化的底层链路通信评估算法,提出了新的累积链路质量无线传感器网络路由算法CLQR(Cumulative Link Quality Routing)。该算法利用一种新的路由选择机制CLQ(Cumulative Link Quality),不仅能够提供可靠性数据传输,保证高效的算法适应性,降低网络整体能耗;同时避免了大量探测包的使用,减少了路由建立的时间和能量消耗;并且能够为不需要重传的信道编码的负载添加提供准确依据,也能为网络拓扑建立提供参考。   最后论文利用仿真平台TOSSIM进行路由算法仿真对比实验。实验结果表明,该算法不仅能够有效提高数据传输吞吐量和路径有效利用率,还能够大幅度降低网络中传感器节点的传输压力,提高能量有效性,平衡网络负载,延长网络生存的时间。CLQR特别适用于灾区、战场以及沙漠等地区的,无重传的无线传感器网络的可靠性数据传输;其高效的性能将在各个方面为人类社会带来无尽的帮助;CLQR的低能耗也能够为人类进行低碳生活,建立节约型和谐社会提供帮助。  
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