移动传感器网络容错的层次型路由协议研究

发布时间：2017-06-08 14:10

  本文关键词：移动传感器网络容错的层次型路由协议研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于节点的移动性,无线传感器网络可以分为移动传感器网络(Mobile Wireless Sensor Network, MWSN)和静态传感器网络。针对传统静态传感器网络,前人已经做了相当多的应用研究,而对移动传感器网络的相关研究则较少。近些年来,由于基于传统静态传感器网络的路由协议越来越不适应移动的应用场景,移动传感器网络才引起人们的关注。在设计移动传感器网络的路由协议时,研究的重点是针对节点的移动性而引起的网络拓扑变化。移动传感器网络的提出是为了满足移动的应用场景。有些具体的应用场景可能即存在静态的传感器节点也存在移动的传感器节点,而在另外一些应用场景里可能全部都是移动的传感器节点,比如野生动物监测,战场环境监控等。由于节点的移动性,网络拓扑结构经常变化,使得设计高效可靠的路由协议十分不易。相对于平面结构的路由协议,基于层次型结构的路由协议的可扩展性较好,可以应用于网络规模较大的场景中。所以通常采用分簇的方法来设计移动传感器网络相关路由协议。为了适应不同的应用场景,基于传感器节点是否都移动,将移动传感器网络分为混合型移动传感器网络(Mixed Mobile Wireless Sensor Networks, MMWSN)和完全型移动传感器网络(Completed Mobile Wireless Sensor Networks, CMWSN)。MMWSN通常是由静止的簇头和移动的成员节点组成而CMWSN里的所有节点都处于运动之中。在本篇论文里,我们基于分簇的方法设计出支持完全型移动传感器网络的高效节能容错的路由协议EFTCP-M。在该协议里面,不仅能够对失效的节点包括簇头及成员节点进行检测而且能够及时地对失效的簇头进行容错从而避免数据包的大量丢失；考虑到某些特殊应用场景里的簇内成员节点在数据稳定传输阶段时期发送数据的频率不同,所以在EFTCP-M协议里,通过对节点采取动态分配时间槽来提高数据传输效率。又由于以上这些基于簇的路由协议包括EFTCP-M协议并没有考虑节点通信的有限性,节点间都采取一跳的通信方式。因此在EFTCP-M的基础上,我们又提出了基于多跳的EFTCP-MM协议。该协议不但能够对失效路径进行容错而且每个簇能够维护自身的网络拓扑变化。
【关键词】：移动传感器网络 路由协议 层次型路由 容错 节能
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 研究背景及意义12-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.3 论文工作研究和创新16-17
• 1.4 论文内容安排17-18
• 第二章 无线传感器网络18-36
• 2.1 无线传感器网络的概述18-25
• 2.1.1 无线传感器网络的特点18-19
• 2.1.2 无线传感器网络的应用19-20
• 2.1.3 无线传感器网络面临的挑战20-21
• 2.1.4 无线传感器网络的分类21-23
• 2.1.5 无线传感器网络的分簇机制23-24
• 2.1.6 无线传感器网络的评价标准24-25
• 2.2 移动传感器网络的概述25-35
• 2.2.1 移动传感器网络的体系结构25-26
• 2.2.2 移动传感器网络协议栈26-29
• 2.2.3 移动传感器网络的路由协议研究29-31
• 2.2.4 移动传感器网络面临的挑战31-32
• 2.2.5 移动传感器网络的分簇机制32-33
• 2.2.6 层次移动传感器网络路由协议的分析与比较33-35
• 2.3 本章小节35-36
• 第三章 节能和容错的层次型移动路由协议36-48
• 3.1 引言36-37
• 3.2 网络模型37-38
• 3.3 EFTCP-M协议38-42
• 3.3.1 簇的建立和稳定阶段38-39
• 3.3.2 容错39-40
• 3.3.3 EFTCP-M协议伪代码40-41
• 3.3.4 路由协议对比分析41-42
• 3.4 NS-2实验仿真软件42-43
• 3.4.1 NS-2仿真软件介绍42
• 3.4.2 主流模拟软件的比较42-43
• 3.5 EFTCP-M协议实验仿真43-47
• 3.5.1 节能分析43-44
• 3.5.2 模拟实验具体环境和设置44-45
• 3.5.3 能量消耗对比45
• 3.5.4 吞吐量对比45-46
• 3.5.5 网络寿命对比46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 基于多跳的节能和容错的层次型移动路由协议48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 网络模型48-49
• 4.3 邸TCP-MM协议49-53
• 4.3.1 簇的建立与稳定阶段49-50
• 4.3.2 巧扑控制50-52
• 4.3.3 容错措施52-53
• 4.4 EFTCP-MM协议实验仿真53-57
• 4.4.1 节能分析53-54
• 4.4.2 模拟实验具体环境和设置54-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 总结和展望58-60
• 5.1 全文工作总结58-59
• 5.2 进一步研究方向59-60
• 致谢60-62
• 参考文献62-68
• 附录A 攻读学位期间发表论文目录68-70
• 附录B 攻读学位期间参与的研究工作70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 姜楠;无线传感器网络自组织演化模型及其关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

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本文编号：432745