无线传感器网络组播路由算法研究

论文摘要

组播通信在减少网络资源消耗,提高数据发送速率方面具有巨大的优势,随着无线传感器网络应用领域的不断扩大,组播路由算法成为无线传感器网络路由算法研究领域的一个重要分支。本文在研究和分析现有无线传感器网络组播算法的基础之上,针对现有协议组播树开销难以达到最低,在构建组播树所需的传输次数与到单个目的节点总的路径长度这两个矛盾的性能指标难以折中的缺点,提出了一种新的自适应阈值参数的无线传感器网络组播路由算法。在自适应阈值参数的无线传感器网络组播路由算法中,路由选择基于地理位置信息,节点根据局部网络拓扑结构采用贪婪策略选择下一跳节点。算法分为两个阶段,初始化阶段对各目的节点进行最佳分区合并,初始化阶段完成后则在当前源节点处计算对应各目的节点路径有效因子α的值,自适应地选择参数P对α进行评估,根据评估结果选择下一跳转发节点,直到数据包发送到所有目的节点。在仿真中,分析了多种对算法性能有影响的参数变化时算法的性能,并与已有的组播协议EbMRP进行了比较,得出了提出的算法性能更优的结论。为了对自适应阈值参数组播路由算法的可扩展性进行进一步研究,本文接着提出了一种新的基于区域的组播路由算法。该算法明确定义了区域的概念,把基于树的组播与受限洪泛组播进行了很好的结合,适用于源节点向多个目的区域同时发送兴趣消息的应用。该算法分为两个阶段,第一阶段为基于虚拟树的组播,采用的是自适应阈值参数组播路由算法的基本理论；第二阶段为区域内受限洪泛组播。针对此算法我们做了仿真实验,仿真结果表明,该算法具有很好的适应性,且在密度适当的情况下,建立组播树的成功比较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 无线传感器网络概述
• 1.1.1 无线传感器网络的产生与发展
• 1.1.2 无线传感器网络的体系结构
• 1.1.3 无线传感器网络通信协议栈
• 1.1.4 无线传感器网络特点
• 1.1.5 无线传感器网络的性能评价指标
• 1.2 课题研究的背景及意义
• 1.3 无线传感器网络组播路由算法研究现状
• 1.4 本论文的主要工作
• 1.5 本论文的组织结构
• 第2章 无线传感器网络组播路由研究
• 2.1 无线传感器网络路由协议概述
• 2.2 组播的基本原理
• 2.3 组播的应用
• 2.4 无线传感器网络组播路由分类研究
• 2.4.1 地理位置信息对组播路由的支持
• 2.4.2 基于洪泛的组播路由协议介绍
• 2.4.3 基于树结构的组播路由协议介绍
• 2.4.4 基于能量的组播路由协议介绍
• 2.5 无线传感器网络组播路由设计问题讨论
• 2.6 本章小结
• 第3章 自适应阈值参数的无线传感器网络组播路由算法
• 3.1 引言
• 3.2 网络模型
• 3.3 基于自适应参数的组播路由算法
• 3.3.1 初始化
• 3.3.2 自适应阈值参数的组播路由阶段
• 3.4 仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于区域的无线传感器网络组播路由算法
• 4.1 引言
• 4.2 算法的基本假设
• 4.3 基于区域的组播路由算法
• 4.3.1 算法基本理论
• 4.3.2 算法的具体过程
• 4.4 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间完成的学术论文
• 附录B 攻读学位期间参加的科研项目