無線傳感器網(wǎng)絡中基于地理位置信息的混合路由算法.pdf

1、傳感器技術、微機電系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡和無線通信等技術的進步，推動了無線傳感網(wǎng)絡的研究進展。無線傳感器網(wǎng)絡是由大量集成有信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等功能的節(jié)點組成，這些大量部暑在目標區(qū)域的節(jié)點通過無線通信的方式組成多跳自組織網(wǎng)絡，負責對數(shù)據(jù)的感知和采集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點或者基站。無線傳感器網(wǎng)絡在民用及軍用領域都有廣泛應用，它可用于目標跟蹤、入侵檢測、環(huán)境監(jiān)測、災難救助、醫(yī)療監(jiān)護等領域，在這些應用中，節(jié)點的位置信息對傳感器網(wǎng)絡的監(jiān)測活動

2、至關重要。事件發(fā)生的位置是傳感器節(jié)點監(jiān)測消息中所包含的重要信息，沒有位置信息的監(jiān)測消息往往毫無意義。無線傳感器網(wǎng)絡的一些協(xié)議比如基于地理信息的路由就需要位置信息作為支撐。
　　 設計傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的主要目的是尋找從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸路徑，將數(shù)據(jù)分組從數(shù)據(jù)源節(jié)點通過網(wǎng)絡多跳轉發(fā)至目標節(jié)點。地理信息路由算法是無線傳感器網(wǎng)絡中廣泛使用的一類路由算法。其中，采取貪婪算法為其基本路由轉發(fā)機制的地理信息路由算法都不可避免地遇到路由空

3、洞問題。如何減小遇到路由空洞的概率以及采取何種更有效的恢復機制，在地理路由算法中具有重要意義。
　　 本文對地理信息路由算法解決空洞問題的各種方法進行了總結，并針對具體的算法進行了探討，分析了各個算法的優(yōu)劣和性能
　　 本文研究了隨機部署的網(wǎng)絡中節(jié)點成為空洞的概率，并據(jù)此設計了基于兩跳鄰居節(jié)點位置信息的地理路由協(xié)議GF-2，該算法能夠增加空洞節(jié)點的鄰居數(shù)目，從而盡可能減少路由空洞發(fā)生的概率，提高分組到達率。對于GF-2算

4、法仍然遭遇空洞問題時本文提出了一種基于網(wǎng)絡節(jié)點密度的混合算法，當網(wǎng)絡節(jié)點密度很低時，采用有限制的泛洪方式，僅僅在空洞節(jié)點處泛洪，空洞節(jié)點的鄰居節(jié)點收到數(shù)據(jù)包之后各自采用貪婪算法轉發(fā)數(shù)據(jù)包，這樣既保證成功率，又節(jié)省了能量。隨著網(wǎng)絡節(jié)點密度的增大，采用泛洪方式的能耗會迅速增大，因此我們選擇單路徑的策略，在這我們引入GPSR算法的邊界轉發(fā)模式，但是邊界轉發(fā)模式常常導致跳數(shù)巨大，這不但會降低網(wǎng)絡效率，還會因為TTL的限制導致丟包率的增加，在這我

5、們利用無線信道的特點，通過信道偵聽來減小跳數(shù)，提高傳輸成功率。如果網(wǎng)絡節(jié)點密度很大，我們在防止環(huán)路的前提下僅僅采用貪婪算法就能迅速走出空洞。仿真結果表明，與GPSR算法相比較，混合算法在分組到達率和數(shù)據(jù)傳送的路由跳數(shù)等方面都有著更好的性能。
　　 本文介紹了了一種高效的針對路由空洞現(xiàn)象的路由算法一基于節(jié)點自身權重和門限值的BWTR算法，通過對門限和權重的調整可以使數(shù)據(jù)繞過網(wǎng)絡中任何空洞，保證了成功率。同時門限值的使用限制了轉發(fā)區(qū)