无线传感器网络路由协议比较研究

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1、北京邮电大学硕士学位论文无线传感器网络路由协议比较研究姓名：刘晓芳中请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：纪红20060310无线传感器网络路由协议比较研究摘要传感技术，微电机系统(Micro-Electro-MechanismSystem,MEMS)技术，嵌入式计算技术和通信技术的快速发展和高度集成，使传感器本身的传感手段更丰富、处理能力更强、体积更趋微型化，单个传感器节点微不足道，但大量的这种具有无线通信和数拐处理能力传感器器件通过一定的协议构成自组织网络——无线传感器网络，可以有效的进行传感数据收集

2、和传输，为用户提供丰富的多元信息，在军事、民用和工业生产等领域具有广阔的应用前景，成为当前的研究热点之一。本文主要针对无线传感器网络的网络层路由协议，着重研究和比较分析了无线传感器网络的路由协议和算法。首先介绍了无线传感器网络的定义和系统结构及应用范围和发展前景，并且总结了现有的无线传感器网络的各层协议研究状况以及现在面临的技术难点和挑战。第二章主要回顾了传统路由机制和Ad・hoc路由协议，并与无线传感器网络进行比较，分析其固有特点和路由设计要求，为后续的分析工作奠定基础。第三章主要针对现有的无线传感器网络的各种

3、路由协议和算法进行了对比和分析，从多角度分析路由协议的共性特点和个性特点，总结了衡量路由协议优劣的评价标准，并利用通信网图论原理分析路由的实现机制。第四章为协议伪真实现和结果分析部分，主要针对儿种典型的无线传感器路由算法进行仿真实现，其中包括Flooding、DirectedDiffusion.EAR、GRAB路由算法，仿真结果表明：在能量耗费方面，采用以概率选路机制的EAR协议具有较好的性能，网络生存时间要比DirectedDiffusion算法延长20%左右(特定仿真场景下)，EAR算法是长期收益与短期收益的

4、折中；DirectedDiffusion算法适用于专用通路汇报传感事件，具有很强的健壮性和快速反应特性；GRAB协议在信道或传感环境恶劣的情况下表现出更好的性能，多路径设计使其具有很强的健壮性。最后对所作的工作进行了总结。关键词：无线传感器网络路由协议能量受限最优路径次优路径THECOMPARATIVEANALYSISANDRESEARCHINGOFWSNROUTINGPROTOCOLSAbstractWiththerapiddevelopmentofMEMS-basedsensortechnology,embe

5、ddedcomputingsystems,low-powerwirelesscommunicationshaveenabledthedevelopmentofrelativelyinexpensiveandlow-powerwirelessmicro-sensors,Hundredsorthousandsofthesemicro-sensorscanformself-organizednetwork・—WSN(WirelessSensorNetwork)whichcanplayanimportantroleina

6、varietyofcommercialandmilitaryapplications,suchasenvironmentalmonitoring,Industrymonitoringandsecuritysystems.Inthispaperwehavefoursections,FirstweintroducethebasicknowledgeofWSNincludingitssensornodecomponents,networkstructure,andprotocolstackaswellasitskeyt

7、echnicalchallenges・Inthesecondsection、wefocusontheWSNcharacteristicbycomparingwiththetraditionInternetandAd-hocnetwork,andwegivetheclassificationoftheexistingroutingprotocolsforWSN.Atthesametimewehadlistedandmadecomparisonofseveralkindsofexistingprotocols・Aft

8、erthat,weabstractedthefeaturesandcharacteristicsofroutingprotocolsforWSN.Inthethirdsection,weanalyzethecommonevaluatingcriterionforWSNroutingprotocol,andcomparesomeroutingmechanismusinggr