無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳、自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。路由協(xié)議作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，其性能直接影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率。近年來(lái)，針對(duì)WSN路由協(xié)議的研究已經(jīng)取得了許多成果，但仍存在著許多亟待解決的問(wèn)題。由于傳感器節(jié)點(diǎn)自身所攜帶的能量非常有限，同時(shí)“熱區(qū)效應(yīng)”、“路由空洞”等原因可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)因負(fù)載過(guò)重而失效，甚至網(wǎng)絡(luò)過(guò)早死亡的現(xiàn)象。因此，如何延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期、保證整個(gè)

2、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)負(fù)均衡是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中極具挑戰(zhàn)性以及意義重大的課題。
　　 本文圍繞負(fù)載均衡的路由技術(shù)這一主題展開(kāi)研究，側(cè)重點(diǎn)在于解決路由中的熱區(qū)效應(yīng)和路由空洞問(wèn)題。針對(duì)這兩類(lèi)問(wèn)題，本文提出了一些負(fù)載均衡的路由算法，總結(jié)如下：
　　 (1)數(shù)據(jù)收集傳感器網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)特征：集中式數(shù)據(jù)收集、多跳數(shù)據(jù)傳輸、多對(duì)一流量模式，往往會(huì)造成Sink附近節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重而產(chǎn)生熱區(qū)效應(yīng)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了一種節(jié)點(diǎn)非均勻分布的分簇路由算法C

3、RND，通過(guò)將節(jié)點(diǎn)非均勻分布策略和分簇路由相結(jié)合，在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)非均勻分布的基礎(chǔ)上，根據(jù)節(jié)點(diǎn)距離Sink的距離和剩余能量來(lái)進(jìn)行分層與分簇，并從理論上分析了實(shí)現(xiàn)能耗均衡時(shí)各個(gè)圓環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的比值，按此比率部署的網(wǎng)絡(luò)中采用CRND算法有著更高的網(wǎng)絡(luò)利用率和路由成功率，有效延長(zhǎng)生存周期。
　　 (2)基于地理信息的路由算法由于其高效、計(jì)算出的傳輸路徑接近最優(yōu)和良好的可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的應(yīng)用。但此類(lèi)路由算法獲得地

4、理信息成本高，并且容易遭受“路由空洞”。針對(duì)此情況，本文提出了一種基于界標(biāo)輔助定位的虛擬地理路由算法LVGR，不需要知道節(jié)點(diǎn)的實(shí)際地理坐標(biāo)，利用局部鏈路連通及節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置信息進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，在拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上即能成功進(jìn)行局部坐標(biāo)路由。LVGR算法能實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡，特別是大型“空洞”附近節(jié)點(diǎn)的能量平衡，具有低成本和高性能的優(yōu)點(diǎn)。
　　 (3)針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中利用地理貪婪路由時(shí)遭遇“路由空洞”的問(wèn)題，本文提出了一種提前