基于最小跳数的无线传感器网络路由算法研究

• 作 者: 姚永国
• 机 构: 重庆邮电大学
• 出 处: 重庆邮电大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 无线传感器网络 最小跳数 路由算法 最小梯度场

无线传感器网络是由散布在工作区域中的大量的体积小、成本低、具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的。由于感知的对象不同，每个传感器节点可能具有不同的感知形态，例如：声纳、红外线、震动波等。通过无线传感器网络每个传感器节点之间可以相互交换信息，也可以把信息传送到远端。由于无线传感器网络应用的巨大前景。在近年来，人们把它作为对新世纪产生巨大影响的技术之一，因此研究的单位和机构也越来越多，不断涌现出来了许多新的技术。并且在许多领域已经取得了一定的成果。　　
在本文研究中，我们首先从总体上介绍了一下无线传感器网络的概况，实现了具有代表性的路由算法，即平面路由算法中的最小跳数路由算法，在此基础上对该算法进行了改进，并通过仿真实例和仿真结果加以验证，从而证明了改进算法的可靠性和有效性。本论文在介绍无线传感器网络路由算法和仿真软件的基础上，进行了以下主要研究工作：　　
(1)详细介绍了一种基于最小跳数的无线传感器网络路由跨层设计方法，分析了最小跳数路由算法的两个工作阶段，详细介绍了我们在建模过程中的参数设置和各个层次的功能、通信流程等。建立了能量约束问题的数学模型，并对能量模型进行了分析，搭建了网络的能量模型、跨层模型和运动模型。利用统计线实现了跨层提取能量数据的方法。综合考虑了能量和路由因素，提出了跨层路由设计方案。最后对该设计方法运用OPNET进行了仿真，证明该方法的正确性和优越性。　　
(2)对基于最小梯度场路由算法进行了改进。我们首先对最小梯度场路由算法进行了分析，建立了最小梯度场的模型，通过分析我们发现了最小梯度场算法中存在平行梯度和逆向梯度的问题。从而我们提出了基于最小梯度场的能耗均衡算法。最后根据大量的理论和仿真分析结果证明了改进的有效性。