可靠高能效无线传感器网络路由算法研究

发布时间：2023-06-28 01:48

　　网络生存周期和检测可靠性是无线传感器网络的重要性能指标。相关研究表明,网络检测可靠性与事件区域活跃汇报节点(Active Reporting Nodes,ARNs)的数量正相关,但更多的ARNs意味着更多的网络能耗,这将减少网络寿命。目前,兼顾网络能效和检测可靠性的路由算法还很少。基于此,本文在现有能量有效路由算法与检测可靠性研究的基础上,提出一种基于能量均衡的可靠多路径聚合路由算法(EBRMAR),算法的应用场景为大规模节点非均匀部署的事件驱动型无线传感器网络,目的是提高网络生存周期和事件检测可靠性。论文的主要工作如下:1)分析无线传感器网络数据传输特点,结合区域位置和节点密度信息,设计多跳汇聚网络能耗速率估算模型,并根据能耗速率在网络不同区域合理分配ARNs数量,充分使用低能耗区域的节点能量,减少高能耗区域的节点能量消耗,从而在均衡网络能耗和延长网络寿命的同时,提高事件检测可靠性;2)设计基于动态相关性半径的ARNs选择算法,算法根据事件区域节点的位置关系和剩余能量,通过调节空间相关性半径长度选择相应数量剩余能量较多的ARNs,使ARNs既满足数量分配要求又具有合理的位置分布和较多...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线传感器网络能量有效技术
        1.2.2 无线传感器网络检测可靠性
    1.3 研究目的和意义
    1.4 论文结构
第2章 能量有效路由算法研究及检测可靠性分析
    2.1 无线传感器网络路由协议概述
    2.2 经典能量有效无线传感器路由算法
        2.2.1 能量有效的平面路由算法
        2.2.2 能量有效的层次路由算法
    2.3 无线传感器网络检测可靠性分析
        2.3.1 检测可靠性评估模型
        2.3.2 检测可靠性分析
    2.4 检测可靠性相关的能量有效路由算法
        2.4.1 SCMR:基于空间相关性的能量有效路由算法
        2.4.2 RMER:兼顾网络能效和检测可靠性的路由算法
    2.5 现有能量有效路由算法存在的问题
    2.6 本章小结
第3章 基于能量均衡的可靠多路径聚合路由算法
    3.1 算法总体设计思路
    3.2 系统模型与相关定义
        3.2.1 网络模型
        3.2.2 能量消耗模型
        3.2.3 数据聚合模型
        3.2.4 网络初始化过程
    3.3 算法优化目标
    3.4 EBRMAR路由算法设计
        3.4.1 事件区域ARNs数量分配
        3.4.2 基于动态相关性半径的ARNs选择算法
        3.4.3 基于前向转发节点集的最优路径搜索算法
        3.4.4 EBRMAR路由算法步骤
    3.5 本章小结
第4章 算法仿真与性能测试
    4.1 性能评价指标
    4.2 仿真参数与环境设置
    4.3 仿真测试与性能分析
        4.3.1 检测可靠性
        4.3.2 网络生存周期
        4.3.3 网络能量利用率
    4.4 本章小结
第5章 总结及未来的工作
    5.1 总结
    5.2 未来的工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3835738