保证服务质量的最小能量无线传感器网络路由算法

保证服务质量的最小能量无线传感器网络路由算法作者：余荣，孙智，周海军，梅顺良，YURong，SUNZhi，ZHOUHaijun，MEIShunliang作者单位：余荣,孙智,梅顺良,YURong,SUNZhi,MEIShunliang(清华大学,电子工程系,北京,100084)，周海军,ZHOUHaijun(西安通信学院,西安,710106)刊名：清华大学学报（自然科学版）英文刊名：JOURNALOFTSINGHUAUNIVERSITY(SCIENCEANDTECHNOLOGY)年，卷(期)：2007，47(10)被引用次数：2次参考文献(9条)1.StojmenovicI.LinXPower-awarelocalizedroutinginwirelessnetworks2001(11)2.GomezJ.CampbellAT.NaghshinehMPARO:conservingtransmissionpowerinwirelessadhocnetworks20013.RodopluV.MengTHMinimumenergymobilewirelessnetworks1999(08)4.PrabhakarB.Uysal-BiyikogluE.GamalAEEnergy-efficienttransmissionoverawirelesslinkvialazypacketscheduling20015.AbouGhazalehN.LaniganP.GobrielSDynamicrate-selectionforextendingthelifetimeofenergy-constrainednetworks20046.SchurgersC.AberthorneO.SrivastavaMBModulationscalingforenergyawarecommunicationsystems20017.MinR.ChandrakasanATopfivemythsabouttheenergyconsumptionofwirelesscommunication20028.StojmenovicIPosition-basedroutinginadhocnet-works20029.ZorziM.RaoRRGeographicRandomForwarding(GeRaF)foradhocandsensornetworks:multihopperformance2003(04)相似文献(10条)1.学位论文李雅卿基于分簇无线传感器网络低能耗安全路由协议的研究2009作为一种新的信息获取方式和处理模式，无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，简称WSNs)目前已成为通信领域备受关注的研究热点。WSNs是一种新型的无基础设施的无线网络，能够协作地实时检测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，通过无线通信的方式把信息传送到信息汇聚点。WSNs不需要固定的网络支持，具有快速展开、抗毁性强等特点，具有十分广阔的应用前景。该项新技术引起了学术界和工业界的高度重视。无线传感器网络的路由协议是当前研究的热点之一。由于无线传感器网络具有区别于传统网络的特点，如节点能量、计算能力、通信带宽都严格受限，并且高度应用相关，已提出的大量路由协议不能适用于无线传感器网络，必须设计新的无线传感器网络路由协议。目前，适用于无线传感器网络的路由协议较多，对典型的分簇路由协议LEACH的研究也是当前研究的热点。本文首先针对无线传感器网络的特点，总结、比较分析了典型的路由协议的路由机制，同时从路由安全的角度，概述了无线传感器网络路由协议中常见的攻击类型，并对其安全性进行了分析。接着，详细分析了LEACH分簇路由协议，并且在NS2仿真平台中实现了LEACH协议的仿真，同时分析研究了LEACH路由协议的不同仿真参数对无线传感器网络的各项性能指标的影响。然后，本文建议性的提出了对LEACH协议的两种改进方案，分别针对LEACH协议的能量消耗和安全性进行了进一步的探讨。改进方案之一是基于LEACH的区域簇头选择簇间多跳传输(LEACH—ZMH)路由协议，它从簇头选择和数据传输两个方面进行了优化，有效的减少了LEACH路由协议中的能量消耗。通过在网络中划分区域，在区域范围内进行簇头选择，使得簇头分布更加均匀，从而达到减少成员节点与簇头节点数据传输能量消耗的目的；同时采用簇间多跳传输方式，减少了远离Sink节点的簇头进行数据传输时的能量，延长了网络的存活时间。改进方案之二是鉴于LEACH路由协议中缺乏对安全性的考虑，提出了一种适用于LEACH协议的安全解决方案，它在LEACH协议上添加了链路的双向性验证和节点身份认证两个过程，使其能够有效抵御LEACH协议中最容易遭受的攻击——HELLOFloods。本文通过仿真实验验证了LEACH—ZMH分簇路由协议在NS2仿真平台中实现的可行性，以及理论性的验证了适用于LEACH协议的安全解决方案的有效性。最后，对本论文的工作进行总结，并提出了本课题领域有待于进一步研究的问题。本论文得到了国家自然科学基金项目(批准号：60672137，60773211)，新世纪优秀人才支持计划项目(批准号：NCET—08-0806)，教育部博士点基金项目(批准号：20060497015)和湖北省科技攻关项目(批准号：2007AA101C63)的资助。2.期刊论文宋宜昌.余勇昌.SongYichang.YuYongchang无线传感器网络路由协议研究浅析-中国新通信2009,11(13)在无线传感器网络体系结构中,路由技术至关重要.本文描述了无线传感器路由协议所面临的问题与挑战,分析和比较了典型的平面路由协议和层次路由协议.最后总结了理想路由协议应该具有的特点以及路由协议未来的研究策略及发展趋势.3.学位论文赵元元无线传感器网络路由协议的研究与实现2007随着传感器技术、微电子科技的发展，体积小、功耗低的电子器件和微控制器的不断进步，专业化的嵌入式操作系统的完善，无线传感器网络近年来得以快速的发展。无线传感器网络主要用于军事战场、科学研究、商业应用、工业控制、环境保护等，具有多方面的应用价值和广泛的应用前景。因此，各研究机构和标准化组织都加紧对其进行研究。虽然无线传感器网络和无线自组网很相似，但是无线传感器网络有其不同于无线自组网的本质特点，现有的无线自组网路由协议并不适用于其中，需要根据与无线自组网的区别来研究无线传感器的路由协议。本文主要探讨了无线传感器网络路由协议的设计，在对比了无线传感器网络和无线自组网的特点之后，对现有的无线传感器网络路由协议进行了分析研究，针对在专用于无线传感器网络的TinyOS操作系统下实现的需求和节约能量的需求，提出了AODV-PB(AODVPacketBroadcast)路由协议、静态定向扩散(Static-stateDirectedDiffusion)路由协议和应用于单片机系统的涟漪路由协议。在AODV-PB(AODV-replybroadcasf)协议机制中，节点通过广播RREQ(RouteRequest)消息和RREP(RouteReply)广播回溃按需获取路由。通过使用端到端的泛洪应答方式消除单向链路问题。仿真验证了AODV-PB路由协议的在静态的无线传感器网络中，比现有的AODV路由协议有更小的能量消耗。本文中静态定向扩散路由的实现主要是针对基于梯度的算法进行改进，通过端到端时延的属性值对(AVP，AttributeValuePair)方法结合定向扩散算法来减少密集大规模节点群扩散的高时延问题。利用数据融合技术，提高存在单向链路的无线传感器网络维持时间。最后，仿真验证了静态定向扩散路由协议的时延指标优于定向扩散路由协议。文中提出的涟漪路由协议是基于EM78815单片机系统的静态温度测量路由协议，在实验系统测试条件下，完成了基本的组网和路由功能。同时，涟漪路由协议相比于AODV-PB路由协议和静态定向扩散路由协议，能节约系统的存储资源。4.期刊论文张辉宜.李明.陶陶链-树型无线传感器网络路由协议-中国仪器仪表2008(6)无线传感器网络是由大量传感器节点组成的自组织网络,具有密集性和随意分布的特点,可实现恶劣环境下的数据监测.简要介绍两种典型的无线传感器网络路由协议,并综合两者的优点,提出一种新的基于能量效率的链-树型无线传感器网络路由协议.该协议可有效降低节点能耗,适合在大规模无线传感器网络和节点能量不均衡的网络中应用.5.学位论文韩小明基于非均匀分簇的无线传感器网络能量感知路由协议2009无线传感器网络综合了传感器技术、微型机电系统(MEMS)、无线通信技术、分布式信息处理和嵌入式计算等技术，能够协作地完成实时监测、感知和采集监测对象的信息，并对其进行处理，传送到用户终端。无线传感器网络具有广阔的应用前景，已经引起了众多学者的研究兴趣，并逐渐成为了近年来的研究热点之一。典型的无线传感器网络由大量廉价的传感器节点所构成，相互之间通过无线方式进行数据通信。这些传感器节点可以通过其携带的各种类型的传感器采集现场的各种数据，并以接力的方式通过其它传感器节点将采集到的数据逐跳发送至汇聚节点。因此，要求无线传感器网络必须具备自组织能力，能够解决传感器节点间的路由问题。由于传感器网络中节点数量庞大，单个节点资源极其有限，因此，有效节约能量，延长网络寿命是无线传感器网络路由协议的首要目标。无线传感器网络路由技术是无线传感器网络的关键技术之一。本文首先对无线传感器网络路由协议的技术特点和设计目标进行了研究，并讨论了路由协议的评价标准。根据网络拓扑结构将路由协议分为平面型路由协议和层次型路由协议，分别介绍了几种典型的平面型路由协议和层次型路由协议。分簇路由协议通常采用随机分簇策略和簇头轮转策略，一方面可以减少与汇聚节点通信的节点数，节省节点能量，另一方面可以使簇头在簇成员之间轮转，平衡簇内节点的能量消耗，能在一定程度上延长网络的寿命。本文分析了传统分簇路由协议中存在的问题，如簇间能耗不均衡和簇头轮换周期难以确定等问题，针对这些问题，本文引入了非均匀分簇策略和基于能量阈值的簇头轮换机制，提出了基于非均匀分簇的无线传感器网络能量感知路由协议(EUCRP)，并阐述了协议的基本思想和详细执行过程。最后，在NS2平台中对协议进行仿真实验。仿真实验从网络总能耗和节点存活率两个方面对EUCRP与LEACH的性能进行比较与分析。实验结果证明，EUCRP可以在网络总能耗较高的情况下能获得较好的能耗均衡性能，从而延长网络的寿命。6.期刊论文狄亮.陈小惠.万文涛.DILiang.CHENXian-hui.WANGWen-tao无线传感器网络路由协议研究-传感器世界2009,15(9)无线传感器网络是由大量微型传感器节点组成的一个自组织的网络系统,路由协议是其关键技术之一.在综合大量路由协议和算法文献的基础上,对现有的无线传感器网络路由协议进行了归纳,初步对其进行了分类,介绍了几个典型的方案,并对各种方案进行了分析,指出了其优缺点和发展趋势.7.学位论文傅斌无线传感器网络路由协议的改进与实现2009无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，它集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术。作为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首，在军事、医疗、空间探索、环境监测以及工业、民用和家庭网络等领域具有广泛的应用前景。无线传感器网络通过放置在一定区域内的传感器节点采集需要的检测数据，并对数据进行加工处理、通过自组织多跳路由的网络传送给监察者，使得监察者可以及时准确地了解这个地区内需要的信息和数据。无线传感器网络虽然拥有广阔的应用前景，但是由于诸如处理能力、储存容量、节点能源以及带宽等的约束，它的大规模应用还存在许多需要解决的困难，设计一个满足需要的高效路由协议是目前面临的一个主要问题。本文首先介绍了无线传感器网络的研究背景、应用前景及国内外研究现状、无线传感器网络的特点，研究了路由协议的分类，分析和比较了当前固外