无线传感器网络中的路由协议研究

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术.本文首先简要介绍无线传感器网络体系结构和性能标准,然后着重从路由协议方面比较分析无线传感器网络的多种典型的路由协议,指出了各自的特色,最后指出了下一步的研究趋势.     

无线传感器网络蚁群仿生路由的设计与仿真研究

本文设计了一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议.该协议利用了蚁群算法的高效寻径能力,实现了网络节点的高效、节能路由.同时,本文还对该协议进一步给出了分步式实现方案,并对其进行了深入的仿真测试.     

无线传感器网络安全路由算法的研究与设计

无线传感器网络安全路由问题是亟需解决和具有重要意义的课题,是无线传感器网络安全的一个重要研究方向.本文针对GEAR路由算法的防御弱点,设计了一种新的安全路由算法R-GEAR,通过在GEAR路由算法上引入适用于传感器网络的安全引导方案及信誉评测机制来获得较好的安全性能.对R-GEAR进行安全性分析,并利用NS2仿真工具进行仿真实验.结果表明,在存在攻击节点的情况下,与GEAR路由算法相比,R-GEAR安全路由算法具有更好的包传输率、包丢失率.     

基于混合分簇的无线传感器网络路由协议

提出一种基于混合分簇的无线传感器网络路由协议(EEHCRP).该协议综合了集中式和分布式分簇的优点,使得簇头分布更加均匀并减少了簇重构的开销.在此分簇的基础上,使用改进的多路径路由树建立簇问路由,使其不但可以减少重传次数,提高数据传输的稳定性,还缓解了簇头的能耗.然后使用CMMBCR算法建立一条能量高效的簇内路由.仿真结果表明:该协议较之经典的分簇路由协议不仅有效地均衡了网络能量消耗、显著地延长了网络生命周期,而且具有较强的鲁棒性.     

PGA:一种基于最优路径的Ad Hoc网络地理路由算法

本文提出了一种基于最优路径的Ad Hoc网络的地理路由算法PGA及其改进算法H-PGA,该算法在路径的构造、路由、路由恢复各个方面都应用了最优路径路由的概念,较好地解决了地理路由算法中的凹节点问题.在网络节点数n较大的情况下,依然保持很高的报文投递率(n=400、网络度为4时,报文投递率为96%),且实际路径很接近最短路径路径.同时H-PGA路由表的大小与平方根√n成线性关系,单个节点的协议带宽消耗也为O(平方根n),这使得H-PGA可以适用于较大的应用范围.     

一种异构传感器网络的能量有效路由算法

无线传感器网络设计能量有效的路由算法是至关重要的.对于不同类型的传感器节点传输不同大小数据包信息以及拥有不同初始能量的异构传感器网络,本文提出了一种适合此传感器网络的D-REECR路由算法,此算法是在之前提出的REECR算法上改进而来.基于REECR没有考虑簇头在选择时的分布不均匀性,D-REECR将簇头闻的距离作为选择簇头的因素之一,与节点的剩余能量及能量消耗率一起作为选择簇头的依据.这样使各个簇大小基本一致,从而平衡各个节点的能量消耗,达到延长网络生命的目的.仿真结果显示,改进后的D-REECR算法比REECR算法在能量效率上大约提高5%～10%.     

传感器网络中基于次优距离的多跳路由算法

能量优化是无线传感器网络研究中最重要的问题之一.在研究多跳通信中,平衡传输能耗和接收能耗,从而在最小化通信总能耗的基础上,引入最优通信范围.然后,提出一种基于次优距离的多跳路由算法.该算法基于次优距离在局部圆中随机选取传感器结点作为中转结点,保证了在最优通信范围附近选取中转结点.仿真结果验证了该算法有效地节省了网络能量,提高了网络生存期.     

基于信息空间划分的高效发布订阅路由技术

在大规模的基于内容发布订阅系统中,路由效率是影响系统性能的关键因素.本文在基于K-D树划分信息空间方法实现内容发布订阅系统的基础上,利用K-D树的索引机制,实现了面向扁平网络的应用层分级路由算法Spanhop.该算法机制减少了应用层路由跳,将路由效率提高到O(lnN).进一步,针对路由算法中应用层和网络层相邻关系不一致的问题,采用GNP(Global Network Position)空间与ESPN(Evem Space Partition Network)空间建立映射关系并在代理网络中维护GNP坐标索引的方法,支持应用层代理基于网络层的相邻关系搜索并选择下一跳路由.该方法减少了Spanhop路由过程中消息在网络层的实际转发路径和响应时间,在低维护代价条件下,提高了路由的效率.算法性能分析表明,上述方法解决了基于信息空间划分的内容发布/订阅系统的路由效率问题.     

异构无线传感器网络中异构节点的部署与优化

在无线传感器网络中适当地部署少量的异构传感器节点能够有效地延长网络寿命,提高网络的可靠性.本文主要研究无线传感器网络中异构节点的部署问题,提出了基于选址问题的异构节点部署算法,以优化无线传感器网络中异构节点的数量和位置.与其它算法相比,该算法对无线传感器网络的拓扑结构没有特定的要求,可以支持随机部署或人工部署的各种传感器网络,最后还给出了该算法的仿真测试结果.     

基于最大流的网络编码组播路由算法

网络编码是一种能显著提升组播传输性能的通信机制.在组播网络中部署和实施网络编码,必须建立传输路由和确定编码模式.对于后者,许多学者提出了有效的解决方法,而对于路由问题的研究则相对较少.由于网络编码自身固有的特点,基于网络编码的组播传输与传统的IP组播在建立传输路由的方式上有所不同.鉴于此,本文提出了一种基于最大流的网络编码组播路由算法,该算法与有的编码模式一起,能够构成完整的网络编码组播传输方案.仿真实验表明,与传统的IP组播相比,基于该算法的网络编码组播能够提升组播传输的性能.