大规模WSN下的节能路由技术

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随着目前应用场景越来越复杂,无线传感器网络(WSN)的规模也日渐增加,其具有的一个重要特点是多种传感器共同工作,感知数据种类更加丰富。明显的数据类型特点一种是强时空相关性的周期数据报文,另一种是独立大流量的连续数据流,目前从数据类型出发研究WSN的节能路由不算广泛。本文从大规模WSN中产生不同数据类型角度出发,针对具有不同数据特点的场景,研究相对应的节能路由协议。对于节能路由的研究重点主要有:从强时空相关性场景出发考虑数据聚合的节能路由,从连续数据流场景出发考虑多路径的负载均衡节能路由。针对大规模WSN下的时空相关性场景,提出了EEDADQN-routing算法。首先对场景进行分析和描述,陈列出场景特点和需求,针对分析出的特点和需求,建立了动态发送队列模型和数据聚合度模型,将这两种模型应用到DQN算法中,针对WSN的时空相关性场景,使用DQN对路由算法进行建模,形成基于数据融合的DQN路由算法EEDADQN-routing。最后在ns-3和ns3-gym平台中对算法进行了实现和仿真,和其他相近算法比较,在网络生存时长、平均跳数等方面本文提出的算法更有优势。针对大规模WSN下连续数据流的场景提出了Fz-ELQAOMDV算法。首先对场景特点进行分析,然后分析出典型多路径路由协议AOMDV的缺点,就其缺点和场景特点对AOMDV进行改进。在路由选择方面将RREQ报文进行改造,同时改进了反向路由算法,然后改进RREP报文收集路径信息,在源节点通过模糊逻辑对路径信息进行二次评估,最后使用本文提出的路径适配值进行流量分配,至此AOMDV改造完成。最后在ns-3平台中对算法进行了实现和仿真,和其他相近算法比较,在网络时延、网络能量效率等方面更有优势。
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