移动无线传感器网络的路由协议研究论文

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1、中国科学技术大学硕士学位论文移动无线传感器网络的路由协议研究姓名：罗兖申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：徐云20080501摘要无线传感器网络是由大量的传感器节点以自组织的方式形成的多跳网络，路由协议是无线传感器网络中最基本、最重要的部分之一。现有的路由协议主要针对静态网络，无法应用到具有移动节点的无线传感器网络中。而已有的针对移动无线传感器网络的路由协议均需要定位系统的支持。本文提出的两个路由协议无需定位系统的支持，能够保证节点之间的可靠有效的通信。本文根据具体的无线传感器网络应用场景抽象出两类具有移

2、动节点的无线传感器网络模型：1)具有骨干网的移动传感器网络(BackbonedWSN，B·WSN)；2)无骨干网的移动传感器网络(MobileAd．HocWsN，M．wSN)，并基于这两类模型分别提出了两种较为实用的路由协议：动态叶树路由协议(D”锄ic．LeavesRoulin昌DUt)以及基于蚁群算法和轨迹范围的路由协议(Amt．colonyRoutingforM．wsN，ARM)，针对现有模拟器在效率、设计等方面的缺陷，本文还设计和实现了一种新型的无线传感器网络模拟器LENS，用于路由协议的仿真试验。在B．wsN

3、网络中，基站节点和路由节点组成了网络的骨干网，并保持固定的位置。而传感器节点具有移动性，它与基站节点之间的路径随着时间的推移而不断发生改变，这就可能造成基站节点和移动节点之间消息的大量丢失。为了解决这个问题，本文提出了动态叶树路由协议DLR，该协议利用过去路径的信息，通过路径比较来提高通信的可靠性。仿真试验表明，DLR路由协议能够保证在基站节点和移动节点之间超过90％的通信可靠性，相对最短路径协议提高了10％～15％。在M．wsN网络中，网络没有骨干节点的支持，节点与节点之间的消息传递无法通过确定的路径信息来完成，需要

4、经历一个较长的搜索阶段。为了缩短路径的搜索过程，本文提出了基于蚁群算法和轨迹范围的路由协议ARM。仿真试验表明，ARM路⋯协议在搜索效率上相比传统的蚁群路由协议有了很大的提升，搜索的路径长度趋向于实际的最短路径。本文设计并实现了一种新型的无线传感器网络模拟器LENs，它在扩展性和移植性方面相比现有的模拟器有较明显的优势。同时，LENS在运行时间和内存消耗上分别仅为J．Sim的16．7％和4．5％。本文的主要创新点如下：，提出路径相似度算法，将过去的路径信息运用到下一次路径的选择策略中。降低了由于路径的改变而导致的消息丢

5、失率，因此提高了通信可靠性：／引入移动节点的轨迹范围，将原来的搜索路径分为非确定性部分和确定性摘要部分，借助节点的移动缩短非确定性路径的长度，缩短了搜索的时间；，在我们所设计的模拟器中，利用部件编程模型提高了模拟器的扩展性；nesC语言的使用方便了协议和算法的移植：通过使用脚本配置．为模拟带来了多应用性：关键词：无线传感器网络：传感器节点：路由协议；网络模型：模拟器；IIAbsnEctA8STRACTWifeJesssensornef、vorkisamuIti—hOpnelworkcon5is{ingofl8唱enum

6、berofsensornodesw油selfo唱anizedmanneLRoutingprobocolsisOne0fthemostfund锄en诅1柚dimponantcOmponentsinwireIessseTlsornetworks．ExistingroutingprotocOlsmainlyfocusOnS诅ticnetworks，theyarenotsuitabIeintflewirelesssensorneMorkswithmobiIenodes．CurrentromiI唱protoco】sformobi

7、lewirelesssensornetwo—【sneedlocaJizationSystem．Thetworo叫ngprotDc01spresenledinthisp印ercaIlprovidereIiabllye蕊cjenlcommunicat．0nbetweennod笛witlloutlOcaIiz丑tionser“cesuppon．Thisp印ersummarizestheconcreteappIicatfonscenariosOfwireIesssensornet、vorks，andpre靶ntSⅢow{rel

8、esssensornetworkmodeIs：1)mobiIewirelesssensornetwofkswithbackbone一(BackbonedWSN，B—WSN)；2)mobilewjreIesssensornet、vorkswithoutbackbonc一(MobileAd·HocwSN，M-WSN)'andprcse