基于地理位置的水声传感网络路由协议研究

发布时间：2017-08-10 01:32

  本文关键词：基于地理位置的水声传感网络路由协议研究

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【摘要】：水声传感网络是一个新兴的研究热点,越来越受到研究者的重视。作为一种智能网络应用系统,它集合了数据采集、数据传输等功能于一体。由于它具有多种优点,使得水声网络无论在民用还是军事上都具有广阔的前景。在本文中,首先详细介绍水声传感网络中水声信道的特点、水声网络自身的特点、体系结构以及面临的挑战并对传感网络的应用前景进行介绍。同时,着重介绍当前水声传感网络路由中基于地理位置路由协议的发展情况,选取了相对较典型的地理位置路由协议进行详细地介绍,并针对这些地理位置路由协议自身特点进行了分类,最后对所列举的地理位置路由协议进行比较分析。1.提出ABGR(Advanced Basic Geographic Routing)路由协议。针对原路由协议BGR在选取下一跳转发节点时,存在反复调节节点传输半径以及候选节点的邻居节点在选取下一跳转发节点存在干扰的问题。本文提出一种更加高效的ABGR路由协议。ABGR路由协议首先通过判断Sink节点是否在转发节点或者在其邻居节点的传输范围之内,如果在其传输半径之内,则直接传递给Sink节点或该邻居节点;反之,则根据候选节点在转发节点和Sink节点连线上的投影值大小,选取距离Sink节点最近的邻居节点作为下一跳的转发节点。如此重复转发数据包的过程直到数据包传递给目的节点。通过这些新机制,减少干扰因素,以最快的速度将数据包发送到Sink节点,实现提升网络性能、降低网络延时、增大网络吞吐量的目的。理论分析及仿真结果表明与原协议BGR相比,ABGR路由协议的确能够将数据传递率、网络吞吐量等性能指标进一步改善。2.针对原有的GEDAR路由协议存在选取下一跳合适节点时没考虑是否选取最靠近Sink节点的情况,以及在解决路由空洞时,忽略了在合理的距离范围内将处于路由空洞中的节点进行上浮的问题。本文提出了一种改进的IGDAR(Improved GEDAR)路由协议。IGDAR路由协议通过提出在选取候选节点时,依据转发节点的邻居节点到转发节点的距离与到Sink节点距离之和的大小确定邻居节点转发的优先级——距离之和越小,优先级越大;然后,在转发节点的邻居节点中根据转发的优先级划分转发子集。在面对路由空洞时,当处于路由空洞中的节点到Sink节点的距离在两个传输半径内时,对该节点进行上浮操作,将数据包传递给Sink节点。通过这些新机制,消除传递过程中的可能出现的路径迂回,减少传输的平均时延,增加路由空洞中的节点将数据包传递出去的途径。最终结果表明IGDAR协议在选取候选节点和解决路由空洞方面都比当前的GEDAR路由有所改善。最后对全文工作进行总结,并指出下一步水声传感网络中基于地理位置路由协议的研究方向和研究重点。
【关键词】：水声传感网络 地理位置 路由协议 路由空洞
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.3;TP212.9
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-13
• 缩略语表13-14
• 第1章 绪论14-25
• 1.1 引言14
• 1.2 水声传感网络基本介绍14-19
• 1.2.1 水声传感网络的概念14
• 1.2.2 水声网络协议分层模型14-15
• 1.2.3 水声传感网的特点15-16
• 1.2.4 水声信道特性16-18
• 1.2.5 水声传感网中节点的特点18-19
• 1.2.6 水声传感节点的基本组成19
• 1.3 水声传感网络应用前景19-20
• 1.4 水声传感网络的体系结构20-21
• 1.5 水声传感网络的关键技术21
• 1.6 水声传感网络的国内外研究状况21-23
• 1.6.1 国外研究现状21-22
• 1.6.2 国内研究现状22-23
• 1.7 论文的研究内容及结构安排23-25
• 第2章 水声传感网络的地理位置路由协议介绍25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 水声传感网络地理位置路由协议介绍25-34
• 2.2.1 主要的水声传感网络地理位置路由协议25-32
• 2.2.2 水声传感网络地理位置路由协议的综合分析32-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第3章 一种高效的水声传感网地理位置路由协议35-57
• 3.1 模型与问题描述36-37
• 3.1.1 ABGR网络模型36
• 3.1.2 问题描述36-37
• 3.2 ABGR协议新机制37-40
• 3.3 ABGR协议操作步骤40-41
• 3.4 ABGR协议性能分析41-43
• 3.5 OPNET仿真软件概述43-45
• 3.5.1 OPNET Modeler主要特性43-44
• 3.5.2 OPNET Modeler仿真建模步骤44-45
• 3.5.3 OPNET Modeler通信仿真机制45
• 3.6 ABGR协议仿真建模45-49
• 3.6.1 网络模型45-46
• 3.6.2 节点模型46-47
• 3.6.3 进程模型47-48
• 3.6.4 ABGR协议报文格式48-49
• 3.7 协议仿真结果及分析49-56
• 3.7.1 仿真统计量定义49-51
• 3.7.2 仿真参数设置51
• 3.7.3 仿真结果分析51-56
• 3.8 本章小结56-57
• 第4章 基于深度调节的改进水声传感网地理位置路由协议57-75
• 4.1 网络模型与问题描述57-59
• 4.1.1 IGDAR网络模型57-58
• 4.1.2 问题描述58-59
• 4.2 IGDAR协议设计59-62
• 4.2.1 IGDAR协议新机制59-61
• 4.2.2 IGDAR协议流程61-62
• 4.3 IGDAR协议性能分析62-64
• 4.4 IGDAR协议仿真建模64-67
• 4.4.1 网络模型64-65
• 4.4.2 节点模型65-66
• 4.4.3 进程模型66-67
• 4.5 仿真结果及分析67-74
• 4.5.1 仿真统计量的定义67-69
• 4.5.2 仿真参数设置69
• 4.5.3 仿真结果分析69-74
• 4.6 本章小结74-75
• 第5章 结束语75-77
• 5.1 全文总结75-76
• 5.2 未来工作76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果82

【参考文献】

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本文编号：648288