一種大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議研究.pdf

1、目前大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡的應用正在不斷增加。而相關的研究針對小規(guī)模的網(wǎng)絡居多。因此展開對大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡的相關技術的研究顯得十分必要和重要。據(jù)此背景，本文對其關鍵技術之一的路由技術進行研究。在深入研究已有路由協(xié)議的基礎上，提出了一種適合大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議——TCRP協(xié)議。
　　 在本文中，深入分析了典型路由協(xié)議PEGASI協(xié)議、TREEPSI協(xié)議的思想、優(yōu)缺點，作為新協(xié)議設計的基礎。PEGASIS協(xié)議提出在網(wǎng)絡所有節(jié)點中

2、建立一條鏈式路徑，使節(jié)點只與最近的鄰居節(jié)點通信來達到減少能量消耗的目的。而TREEPSI協(xié)議是對PEGASIS協(xié)議的改進協(xié)議之一。TREEPSI協(xié)議中提出一種可以進一步提高能效性的傳輸路徑——樹型結構。它不但使節(jié)點與最近的鄰居通信，與PEGASIS協(xié)議相比而且縮短了數(shù)據(jù)傳輸路徑，減少了數(shù)據(jù)融合次數(shù)。在對PEGASIS協(xié)議和TREEPSI協(xié)議的研究中，沒有發(fā)現(xiàn)這兩個協(xié)議的開放性源代碼，這會使得新協(xié)議的設計沒有比較的依據(jù)。為此，根據(jù)兩協(xié)議的

3、基本思想，參考相關資料分別設計了詳細的工作流程和仿真模塊，并在NS2工具下編程實現(xiàn)了協(xié)議代碼，仿真結果與提出協(xié)議文獻中描述的性能基本一致。
　　 為了減少能量消耗，采用了PEGASIS協(xié)議提出的節(jié)點只與鄰居通信的思想，結合TREEPSI協(xié)議的樹型結構及分簇的思想，設計了一種適用于大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡的能量高效的兩層樹型分簇路由協(xié)議——TCRP協(xié)議。TCRP協(xié)議中，把網(wǎng)絡分為幾個簇，簇內節(jié)點構成一級網(wǎng)絡，簇頭節(jié)點構成高一級的網(wǎng)絡，在兩

4、級網(wǎng)絡中建立一個兩層樹型傳輸路徑。協(xié)議中簇內采用時隙分配算法使得每個節(jié)點的傳輸時隙不同從而避免了簇內通信沖突，每個簇采用不同的CDMA碼來避免簇之間同時通信帶來的沖突，此外協(xié)議中設計了能量門限算法來輪換簇頭從而實現(xiàn)全網(wǎng)負載的均衡。
　　 TCRP協(xié)議充分利用了樹型結構的優(yōu)勢，更適合大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡的應用。論文中，設計了TCRP協(xié)議詳細的設計背景、工作流程、報文格式和仿真模塊，并在NS2工具下編程實現(xiàn)了協(xié)議的功能。最后與PEG