基于无线传感器网络多路径路由协议能量负载均衡的研究

【摘要】随着无线传感器网络已经越来越普遍的应用在社会的各个领域中，在人类生活、生产等方面起到了越来越重要的作用，无线传感网已经成为国际上众多学者研究的对象。它能应用于一些极端、恶劣、危险的环境和场合中，可以随时随地的获取指定目标的信息，从而能够实时、有效地对目标进行监测和跟踪。在无线传感器网络中，节点首先一般都会选择最优路径，如果通信量某个时间段突然增大，此时会让某些节点能耗迅速用完导致死亡，而此时其他大量节点却未被使用，导致资源浪费，从而降低了网络的性能。本文主要关注如何灵活使用路由策略让更多的节点都有机会分担数据传输的任务，这样可以提高整个无线传感网的生命周期，同时让数据传输不会局限于某条静止的路径，这样可以避免重复选择即将死亡的节点。本文首先提出了一种基于多路径路由协议AOMDV改进的一个新协议RED-AOMDV协议。传统的AOMDV协议在选取传输路径时，只是仅仅从时延最短这个因素方面考虑，直到该条路径上的节点死亡之后才会切换到其他备份路径上去，这样会导致网络中某些节点局部死亡，更严重的话可能会导致整个网络被分割为很多小网络。RED-AOMDV协议综合考虑每个节点中的能量值和时延，让已有的多路径之间相互的均衡的承担转发数据的任务。RED-AOMDV在AOMDV已有的报文结构中进行了一定的修改，添加了能量和时延字段。最后通过实验仿真表明RED-AOMDV相比AOMDV在一定程度上延长了网络生命周期。本文在一种群体智能多路径算法蚁群算法的基础上，设计并实现了一个新的协议PEAMR协议。该协议采用新的多路径生成机制可以使源节点到目的节点的路径尽可能的多，另外改变传统的信息素的更新方式，综合考虑各种因素，在保证转发路由最优化的情况下，让网络中的更多节点参与数据转发，实现网络中的负载均衡。本文通过一个具体的实例来详细介绍PEAMR协议的多路径机制建立和数据转发过程。最后通过NS2仿真实验可知，PEAMR协议进一步延长了网络生存时间，提高分组投递率并且降低了数据发送时延。
【作者】江浩然；
【导师】童孟军；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】无线传感器网络；多路径路由机制；蚁群算法；负载均衡；时延；

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