无线传感器网络中对于Gear算法的探讨与改进

论文摘要

无线传感器网络能实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息,在军事、环境监测和工业生产等方面具有十分广阔的应用前景,是当前国际上备受关注的新兴前沿研究热点之一。在无线传感器网络应用众多亟需解决的问题中,如何利用无线传感器网络有限的能量资源和各节点地理位置信息,确立目标区域的路由,是无线传感器网络研究的关键问题之一。根据分组转发下一跳节点的选择方式,将适用于无线传感器网络的路由算法分为四类:洪泛/受限洪泛路由算法、层次式路由算法、以数据为中心的路由算法和基于地理信息的路由算法。同时按照下一跳节点选择方式、空洞绕行方式和节点状态的控制,将目前常用的基于地理信息的路由方案分为基于受限洪泛的方案,基于传统贪婪转发的方案,以及贪婪转发与能耗均衡性相结合的方案等三类。本文对贪婪转发与能耗均衡性相结合方案的GEAR算法进行了说明, GEAR算法能更有效地降低网络总体能耗,延长网络生存时间。但GEAR算法中同一节点可能会再次遇到同一路由空洞问题,在对这GEAR算法进行深入理论分析的基础上本文提出了一种改进算法,通过解决自身的代价问题,很好的解决了再次遇到同一路由空洞问题。通过在ns2上的仿真结果表明改进后的GEAR算法在平均能量消耗和节点发送数据分组的数量上都有所提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 研究的内容
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 相关研究综述
• 2.1 引言
• 2.2 无线传感器网络的通信结构
• 2.3 无线传感器网络的应用领域
• 2.4 无线传感器网络的特点和挑战
• 2.5 无线传感器网络路由算法分析
• 2.5.1 洪泛/受限洪泛路由算法
• 2.5.2 层次式路由算法
• 2.5.3 以数据为中心的路由算法
• 2.5.4 基于地理信息的路由算法
• 2.5.5 四类路由算法的比较
• 2.6 无线传感器网络基于地理信息的路由方案分析
• 2.6.1 基于受限洪泛的方案
• 2.6.2 基于传统贪婪转发的方案
• 2.6.3 基于网格转发的方案
• 2.6.4 贪婪转发与能耗均衡性相结合的方案
• 2.6.5 四种基于地理信息的路由方案性能分析比较
• 2.7 模拟仿真工具简介
• 第三章 对GEAR 算法中解决路由空洞问题的改进
• 3.1 引言
• 3.2 GEAR 的基本原理
• 3.3 GEAR 算法解决路由空洞问题的局限性
• 3.4 改进跳出路由空洞区域的算法
• 3.5 小节
• 第四章 改进算法仿真实验与性能分析
• 4.1 实验设计
• 4.2 仿真环境的构成
• 4.3 MAC 层选择
• 4.4 仿真实验分析
• 4.4.1 仿真测试步骤
• 4.4.2 仿真参数描述
• 4.5 仿真结果格式
• 4.6 仿真结果分析方法
• 4.7 小结
• 第五章 结论
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表论文