基于无线传感网络的负载自均衡与能量意识路由算法研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianbentb
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近年来,由于无线传感网络的便捷性,使其在无法预先布署基础设施或者需要快速移动组网的应用场景中发展迅速,应用广泛,如紧急救援等。在无线网络的应用架构中,网络层的路由协议对整个网络的服务质量(QOS)有着极其显著的影响。因此,随着无线传感网络不断拓宽应用场景,学术界和工业界提出并实现了很多的路由协议,如DV、DSDV、OLSR、DSR、AODV、TORA和ZRP等。但这些通用的协议在节能、能量消耗平衡性、通信负载自均衡和中断修复效率上还不能完全满足快速发展的需求。本文着眼于在能量受限的条件下实现能量消耗的均衡、通信负载的平衡、系统通信效率的改善以及系统对节点高移动性的兼容。由此提出了一种新型的负载自均衡的能量意识路由算法(Self Load-Balancing And Energy-aware Routing Algorithm,SBAERA)。该协议充分消化了按需路由算法AODV的节能特性,通过科学的参数设计,将对路由协议性能影响重大的最小跳数、剩余能量、能量流失率和网络节点密度等因素引入路由发现、建立以及修复阶段,并实现了高效的本地修复机制,赋予了算法负载自均衡和能量意识,进一步优化网络能量消耗和数据传输成功率,提升了网络服务质量。最后,本文通过在Network Simulator-2仿真平台,基于IEEE802.15.4标准对SBAERA算法进行了仿真实验,并与在相同条件下的AODV、DSDV协议的表现进行了严谨地对比分析,验证了本文提出的SBAERA在均衡能量消耗,延长网络寿命以及平衡网络通信负载等方面的有效性。总之,结果对比证明了SBAERA算法有能力为无线传感网络提供更高质量的通信服务。
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