基于跨层机制之无线传仪网路由协议概述

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1、基于跨层机制之无线传仪网路由协议概述第一章绪论1.1课题背景无线传感器网络节点分两种，一种所有节点都是静止的，另一种中部分节点是移动的。在带有移动节点的obileMan模型，使得各个子层之间交换数据变得简单易用，文献[6]采用了就QoS的调度和功率自适应机制，通过MAC层控制物理层节点的能耗，提出了一种联合物理层、MAC层和应用层的设计。第二章无线传感器网络概述2.1无线传感器网络体系结构无线传感器网络中节点通过自组织方式形成网络，并在后期通过多跳的方式把数据发送给用户的网络。体系结构如图2-1所示：无线传感器网络包含普通传

2、感节点、管理节点、Sink节点等。还可能会涉及到卫星或inter网络。无线传感器网络中节点被随机的部署在监测区域内，普通节点监测环境中的参数，并合理的对数据进行融合，通过多跳方式将信息传送到sink节点。传感节点由于电池通常都不能更换，传感节点能量一般都受限，因此节点的生命周期都有限，并且节点还要与其它节点相互协作，共同完成对监测区域的覆盖和数据融合与传送[4]。sink节点与普通的传感器节点不同，sink节点的计算通信存储能力不受限制。sink节点的任务分为以下几类：sink节点向整个网络中和所有的节点发送命令以及控制参数

3、，同时sink节点还负责与inter或卫星之间的信息交换。传感单元包含传感器和数模转换两个模块，它的主要职责是控制传感器节点。对监测环境中的参数进行监测，并将数据进行转换，此外还负责整个网络的初始化配置。处理单元的主要职责是对收集的数据进行进一步的处理，其中包含重要的模块数据聚合，即对冗余数据进行删除，减小数据量的大小，为后期节省能量做出重要贡献。无线通信模块不仅仅要完成节点和节点之间的控制信息传递，还要完成数据的传递。它负责节点的数据发送以及数据的接收。能量供给单元主要职责是给节点供给能量。节点在正常工作的状态都需要使用电

4、能。2.2无线传感器网络关键技术无线传感器网络在国际上已经成为研究热点，其涉及的关键技术主要包括以下几个方面：在无线传感器网络中，链路层和网络层起到了举足轻重的重要地位。从它们的主要功能来看，数据链路层需要根据传感器节点的工作模式控制链路层的通信过程，网络层决定着发送端到接收端的路径，尤其是决定着下一跳节点的选择。所以，链路层和网络层对于无线传感器网络QoS的参数要求影响很大。无线传感器网络大多都是针对特定应用的，因此对于协议的设计需要根据实际的应用环境和要求进行。时间同步技术保证无线传感器网络中各个节点时间的一致性。分布式

5、网络要求各节点相互协作完成指定工作，而时间同步是完成这些工作的前提条件。无线传感器作为一个分布式网络，也需要做到时间同步。目前已有多种时间同步机制，如RBS、TINY/MINI-SYNC和TPSN等。依靠节点自身的位置信息，可以方便多层协议的优化。但是定位需要消耗传感器节点的能量，所以要求定位算法要尽可能的在满足网络其它性能得到保证的情况下，降低能量的消耗，且尽可能获得较精确的地理位置信息。无线传感器网络根据具体的应用场合设置合适的定位算法。.第三章路由协议及跨层机制的研究..........103.1分簇路由协议的研究..

6、......103.2跨层机制的研究........123.3本章小结........17第四章协议改进........184.1系统模型........184.2改进算法........224.2.1簇的建立........224.2.2信道质量参与路由决策........274.2.3功率控制........294.3本章小结........32第五章协议仿真与分析........335.1NS2网络仿真软件介绍........335.2改进协议仿真........355.3仿真结果分析........365.4本章小结

7、........40第五章协议仿真与分析5.1NS2网络仿真软件介绍网络仿真的目的在于对改进的协议算法进行仿真评估,通过在仿真平台模拟协议的运行环境，使用特定的方法和工具对仿真的数据结果文件进行分析，观察和研究协议的性能参数及运行状态。目前在无线传感网的仿真工具主要有NS2、OP、GloMoSim、OM++、TOSSIM等。这些仿真平台有各自的特点和优势，本文使用NS2仿真平台对改进的协议进行仿真实验，下面将主要介绍NS2网络仿真工具。NS仿真软件主要用于对离散事件的仿真模拟，由美国DARPA所支持的项目VINT进行开发，为

8、开源仿真软件，包含有在无线或有线网络中多种协议的模拟，如TCP、路由协议、多播等。目前已被网络研究者广泛使用。本文中基于NS2对原始的LEACH协议以及改进的DLP协议进行了仿真，并对结果进行分析。.总结本文介绍了WSN的背景和意义及研究现状，体系结构，以及它的关键技术及影响范围。对无线传