基于協(xié)同式任務(wù)均衡的無(wú)線傳感網(wǎng)路由優(yōu)化算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感網(wǎng)（Wireless Sensor Network，WSN）是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)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)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無(wú)線傳感網(wǎng)的三個(gè)要素。無(wú)線傳感網(wǎng)作為以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，路由協(xié)議則是其組網(wǎng)的基礎(chǔ)。如何高效的傳輸收集到的數(shù)據(jù)是一個(gè)重要的步驟，而路由協(xié)議解決了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸問(wèn)題。盡

2、管在無(wú)線傳感網(wǎng)路由方面已有不少研究成果，但是還沒(méi)有一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)任務(wù)強(qiáng)度與無(wú)線信道特點(diǎn)的任務(wù)均衡的QoS路由協(xié)議。因此，本文研究了無(wú)線傳感網(wǎng)路由協(xié)議中的兩個(gè)問(wèn)題:網(wǎng)絡(luò)任務(wù)強(qiáng)度與傳輸能力的關(guān)系、任務(wù)均衡路由協(xié)議的研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)本文應(yīng)用了任務(wù)強(qiáng)度的概念，任務(wù)強(qiáng)度可以表示網(wǎng)絡(luò)可以處理任務(wù)的能力。超過(guò)網(wǎng)絡(luò)的最大任務(wù)強(qiáng)度，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)因?yàn)樘幚砟芰Σ粔蚨鴮?dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。任務(wù)強(qiáng)度的概念把無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸能力和網(wǎng)絡(luò)的任

3、務(wù)分配聯(lián)系在一起。通過(guò)分析得到了網(wǎng)絡(luò)任務(wù)與傳輸能力之間的關(guān)系。在最優(yōu)化傳輸能力的分析過(guò)程中可以知道，無(wú)線信道的干擾、網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的分配、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，同時(shí)對(duì)如何設(shè)計(jì)有效的任務(wù)均衡路由提供了一定的啟發(fā)。
　　(2)通過(guò)任務(wù)強(qiáng)度與傳輸能力關(guān)系的啟發(fā)，本文提出了協(xié)同式任務(wù)均衡路由協(xié)議NIDR。該協(xié)議通過(guò)節(jié)點(diǎn)的深度信息作為均衡網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的前提，使用改進(jìn)了的AODV算法來(lái)得到網(wǎng)絡(luò)的最小生成樹(shù)拓?fù)?，并根?jù)此最小生成樹(shù)得到節(jié)點(diǎn)深度

4、。同時(shí)，結(jié)合了無(wú)線信道的特點(diǎn)，引入了節(jié)點(diǎn)間干擾度的概念。節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，會(huì)不斷迭代更新自身的干擾度，通過(guò)協(xié)同節(jié)點(diǎn)之間的干擾度信息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己作為下一跳節(jié)點(diǎn)的度量。在進(jìn)行路由選擇時(shí)，借助多路徑中的節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)干擾度和節(jié)點(diǎn)能量指標(biāo)，動(dòng)態(tài)的調(diào)整路由，使得網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的負(fù)載和能量分布更加均衡。
　　(3)使用OPNET Modeler仿真平臺(tái)對(duì)提出的NIDR算法進(jìn)行仿真。OPNET Modeler作為一個(gè)優(yōu)秀的仿真平臺(tái)工具，可以很