基于网络编码的无线传感器网络能量有效多径路由协议

发布时间：2017-05-25 21:15

  本文关键词：基于网络编码的无线传感器网络能量有效多径路由协议，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络是当前一个热门的研究领域,已被广泛应用到各种领域。在无线传感器网络中,传感器节点的主要任务是收集、保存数据,并通过多跳方式将数据传输到汇聚节点。然而传感器节点能量有限和无线链路的不可靠性给数据传输带来巨大的挑战。因此,高效、可靠的路由协议是无线传感器网络中关键技术之一。本文设计了一个基于网络编码与蚁群算法的无线传感器网络多径路由协议(NCA_BMR),提高了网络能量使用效率,均衡了网络能量负载,同时提高了数据传输过程可靠性。首先,建立了不相交多径路由模型与相交多径路由模型,再将网络编码应用到这两种路由模型中,建立了基于网络编码的不相交多径路由和基于网络编码相交多径路由模型,通过对它们的仿真分析计算可以得到：网络编码的使用使数据传输成功率有较大幅度的提升,并且在信道误码率较高的网络环境中冗余度也得到了较好的控制。然后在上述基于网络编码多径路由模型基础上,引入蚁群算法,建立了基于网络编码与蚁群好的算法的多径路由协议,改进了传统的蚁群算法信息素更新方式,在多路径路由寻找时综合考虑到路径上的能量消耗、延迟、拥塞等情况,使得网络能量使用更加有效,负载更加均衡。此外还给出了节点的线性网络编码过程和汇聚节点的解码过程。最后通过在NS2和Matlab仿真对NCA_BMR路由模型进行了仿真,验证了它的能量有效性和数据传输可靠性。
【关键词】：无线传感器网络 多径路由协议 网络编码 蚁群算法 能量有效
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 无线传感网络概述9-10
• 1.2 无线传感器网络特点10-11
• 1.3 无线传感器网络的种类11-12
• 1.4 无传感器网络路由协议12-14
• 1.5 本文主要内容和结构安排14-15
• 2 相关工作15-22
• 2.1 多路径路由协议15-17
• 2.2 网络编码17-19
• 2.3 蚁群算法19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 基于网络编码与蚁群算法的多径路由模型22-39
• 3.1 系统模型与评价指标22-23
• 3.1.1 网络模型22
• 3.1.2 模型评价指标22-23
• 3.2 传统多径路由模型分析23-28
• 3.2.1 单路径网络模型23-24
• 3.2.2 不相交多径路由模型24-26
• 3.2.3 相交多径路由模型26-28
• 3.3 基于网络编码的多径路由模型分析28-32
• 3.3.1 基于网络编码的不相交多路径模型28-31
• 3.3.2 基于网络编码的相交多路径模型31-32
• 3.4 使用网络编码前后性能分析32-34
• 3.5 网络编码多路径模型参数的影响34-38
• 3.5.1 跳数的影响34-36
• 3.5.2 簇中节点数的影响36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 基于网络编码与蚁群算法多路径路由设计与实现39-57
• 4.1 方法概述39
• 4.2 系统能量模型39-41
• 4.3 簇的建立与重构41-44
• 4.3.1 簇首选举及簇生成41-44
• 4.3.2 簇的重构44
• 4.4 多路径的形成44-50
• 4.4.1 路由发现44-49
• 4.4.2 支路径优化49-50
• 4.5 数据编码与数据发送50-55
• 4.5.1 源节点编码50-52
• 4.5.2 中间节点再编码52-53
• 4.5.3 数据传输53-54
• 4.5.4 汇聚节点解码54-55
• 4.6 路由维护和链路故障处理55-56
• 4.7 本章小结56-57
• 5 仿真与性能分析57-64
• 5.1 NS2简介57
• 5.2 仿真流程57-58
• 5.3 仿真环境和参数设置58-59
• 5.4 性能分析59-63
• 5.4.1 成功交付率59-60
• 5.4.2 冗余度60-61
• 5.4.3 网络生存时间61-62
• 5.4.4 网络中节点存活数62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-73
• 附录73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 滑楠;史浩山;吴健;王福豹;;无线传感器网络动态簇组织算法研究[J];计算机应用研究;2006年02期

2 赵贤敬;郑宝玉;沈洋;;无线AdHoc多径路由性能分析[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2007年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 夏威;基于蚁群算法的无线传感器网络优化路由协议[D];华东师范大学;2012年

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本文编号：395032