基于区域划分的传感器网络可靠地理路由算法研究

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无线传感器网络地理路由算法中每个节点都保存少量的地理位置信息,数据包可以通过这些地理位置信息被路由到目的节点。目前有很多地理路由算法,它们都共同面临网络平面化问题。本文介绍一种平面化方法,它将网络划分为规则正方形,在贪心路由失败时将多边形区域内的所有节点看成一个节点进行周边路由,这样得到的网络是一个平面网络。文章基于区域划分平面化方法,提出区域地理路由算法PGR。PGR路由算法可以继续使用贪心路由的简捷性,能通过一定方式实现区域间路由的可靠性,以及减少周边路由的路径长度。数据包在区域间通信,由于传感器网络的链路质量不稳定,而且也可能出现节点失效的问题,从而导致数据包的丢失。为了提高网络路由的可靠性,人们提出多路径路由算法和不相交多路径路由算法。本文基于PGR路由算法针对区域地理路由的区域间通信提出一种可靠区域间通信算法。每个区域内有一个中心节点,以它为根,建立一棵区域内拓扑树。这种算法是基于广度优先搜索的建树过程,它能够有效地建立节点到相邻区域中心节点多条路径。这个路由算法要用到的路由表的大小为|K|,其中|K|表示路径数。算法的运行时间复杂度是O( L ),其中|L|表示网络中的边数。当路由数据量较小时,网络中数据发送冲突小,无线传感器节点无线通信使用的802.15.4协议能够很好地工作。但是当发生突发事件,需要实时监测网络中的数据时,网络中路由数据量很大,从而造成大量的发送冲突,导致数据丢失。802.15.4协议在大数据量通信时丢包率急剧上升,降低了路由的可靠性。针对大数据量通信时发送冲突导致的严重丢包问题本文提出一种解决方法,通过实验表明即使20个节点同时发送数据,因冲突导致的数据丢失率也降低到3%以下。
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