無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理路由及空洞處理算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由分布在特定區(qū)域內(nèi)的眾多傳感器節(jié)點采用無線通信互連而形成的一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于收集數(shù)據(jù)并協(xié)作完成一些任務(wù)，最后將結(jié)果傳遞給觀測者。由于其本身的特點使得其應(yīng)用于很多領(lǐng)域，例如，醫(yī)療、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等。它涉及硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等，穿插于多種學(xué)科，因此受到很多研究者或研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。WSN的有很多研究分支比如:WSN節(jié)點覆蓋、WSN節(jié)點定位技術(shù)

2、、WSN多媒體技術(shù)、WSN路由協(xié)議、WSN擁塞控制等。在本文中，主要研究的是WSN路由協(xié)議中的基于地理位置的路由算法。
　　由于傳感器節(jié)點一般是隨機(jī)播撒的，分布并不均勻，很容易受到環(huán)境或自身等因素的影響而產(chǎn)生路由空洞。尤其是對于地理位置路由協(xié)議影響比較大，地理位置路由一般采用貪婪算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，雖然可以得到較優(yōu)的路徑，但前提是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度比較大或節(jié)點分布較均勻。當(dāng)傳輸過程中遇到了空洞，貪婪算法找不到合適的下一跳節(jié)點，貪婪算法無法

3、執(zhí)行，傳輸中止;若要繼續(xù)傳遞，則要繞過空洞，這就需要繞洞的策略。因此如果沒有合理的下一跳選取策略或繞洞方式，很容易造成數(shù)據(jù)的傳輸失敗或產(chǎn)生新的空洞，這樣不僅浪費了網(wǎng)絡(luò)資源，而且也破壞了網(wǎng)絡(luò)的連同性以及對目標(biāo)區(qū)域的有效覆蓋?？斩磫栴}一直以來是WSN地理路由算法中亟待解決的問題。
　　本文首先對WSN進(jìn)行了介紹，研究了WSN的中常見的幾種地理位置路由算法，對基于地理位置的路由協(xié)議的特點和主要問題進(jìn)行了描述和總結(jié)，并給出了對應(yīng)的解決方案

4、。在此基礎(chǔ)上同時查閱了大量的文獻(xiàn)更深入地了解相關(guān)的算法，最后提出了一些針對地理路由下一跳選擇策略及路由空洞處理的改進(jìn)和處理方法，并通過仿真模擬驗證了算法的可行性并在節(jié)點的路由跳數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸成功率和能耗方面均有所改善。總結(jié)如下:
　　(1)本文第2章研究了GPSR路由協(xié)議，并對其優(yōu)缺點進(jìn)行了探索，第3章給出了改進(jìn)的EN-GPSR算法，針對GPSR算法的貪婪選取策略進(jìn)行優(yōu)化，算法引入左右分區(qū)的思想，根據(jù)分區(qū)內(nèi)鄰居節(jié)點的平均剩余能量選擇

5、轉(zhuǎn)發(fā)分區(qū)，并在確定轉(zhuǎn)發(fā)分區(qū)后，在所要轉(zhuǎn)發(fā)的分區(qū)內(nèi)選擇傳輸概率最大的節(jié)點為下一跳節(jié)點，在選擇下一跳時考慮了節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的前向鄰居節(jié)點的個數(shù)、節(jié)點的通信質(zhì)量等因素。修正了原有的貪婪選取策略，通過實驗仿真與經(jīng)典的GPSR路由算法和相關(guān)的改進(jìn)算法進(jìn)行了對比，改進(jìn)算法在路由跳數(shù)，能耗等方面都有所改善。
　　(2)由于大多數(shù)地理路由算法在處理路由空洞時采取的策略是遇到空洞時再去改變傳輸路徑，使得路徑選取過程很被動，路由跳數(shù)增加。為此，