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随着微电子产业与计算机技术的不断进步,无线传感器网络得到了快速发展。Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络对降低网络传输延迟、提高数据传输鲁棒性具有重要作用,已经受到国内外学者们的广泛关注。然而,Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络也为路由协议的设计带来了诸多问题,本文针对能量消耗、负载均衡、通信时延以及传输可靠性等重要问题进行研究,主要研究内容有:1.移动MR无线传感器网络通常采用多跳路由传输数据,节点具有移动性且能量受限,极易在传输过程中因为链路失效而导致传输失败。针对以上问题,本文采用恢复域模型,对传输路径按区域进行恢复。由于使用恢复域模型并且最小化传输时延是一个NP完全问题,可以通过整数线性规划计算出网络中恢复域大小的最优值并且将整个网络按照最优值进行划分。当网络中节点或链路发生故障时,在恢复域内采用备用路径进行恢复。理论分析与实验结果表明,采用恢复域模型能够有效降低通信时延,使网络传输时延与节点能量消耗达到平衡。2.针对无线传感器网络中联合路由协议进行研究。在MAC层中,首先对节点负载进行计算,评估信道质量,基于信道负载给出素数跳频机制与优化素数跳频机制,最后根据Radio使用率提出动态信道分配算法。在路由层中,提出动态联合路由算法,算法对于多条点不相交路径的长度及负载进行加权计算,选出部分权值较低的路径作为传输路径。通过理论分析与模拟实验可知,优化素数跳频机制与素数跳频机制相比,跳频成功率明显提升。此外,使用动态联合路由算法能够有效平衡网络负载,降低传输时延,延长网络生存时间。3.在无线传感器网络路由协议设计过程中,节点能耗是首要问题。如果节点间能耗与负载保持均衡,网络生存时间会得到显著提高。针对该问题,采用缠绕多路径路由策略,在给定的多条点不相交路径之间建立数据通道,并且为每条路径按负载情况分配流量。当节点在传输过程中负载升高或者失效时,其所在路径也会受到影响,此时可以使用数据通道将数据转移至其它通信质量较高的路径继续传输。实验结果表明,缠绕多路径路由策略能够均衡节点间的能量消耗与负载,同时有效保障传输可靠性及数据完整性。