基于带状无线传感器网络的一种单路径路由算法

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基于查询的无线传感器网络多源单汇路由算法

ＣＯＤＥＮＪＹＩＩＤＵ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｏｃａ．ｃｎ
ｄｏｉ：１０．１１７７２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ９０８１．２０１３．１０．２７１９
基于查询的无线传感器网络多源单汇路由算法
ＬＵＸｉａｎｌｉｎｇ＇，ＷＡＮＧＹｉｎｇｙｉｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇｂｉｎ，ＸＵＢａｏｇｕｏ＇
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＬｉｇｈｔｌｎｄ￣ｔｙ，ｒＭｉｎ￣ｔｒｙｆｏＥｄｕｃａｔｉｏｎ（ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），ＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｆＩｏｎｔｅｒｎｅｔｆｏＴｈｉｎｇｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｕｌｔｉ－－ｓｏｕｒｃｅｔｏｓｉｎｇｌｅ－－ｓｉｎｋｍｕｔｉｎｇａｌｇｏｉｒｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｄａｔａｑｕｅｒｙｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｈｕｇｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｄｕｎｄａｎｔｌｉｎｋｓａｔｐａｔｈｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｔａｇｅｉｎｄｉｒｅｃｔｅｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎ．Ｃｌｕｓｔｅｉｎｒｇｗａｓｕｓｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｅｌｆｏｏｄｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｎｅｘｔｈｏｐｎｏｄｅｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｉｒｏｉｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｎｅｉｇｈｂｏｒｎｏｄｅｓｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｒｏｕｔｅｓｆｒｏｍｍｕｌｔｉ・－ｓｏｕｒｃｅｔｏｓｉｎｇｌｅ・・ｓｉｎｋａｎｄｆｕｓｅｄａｔａａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｕｔｉｅｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｉｔｒｈｍｃａｎｂａｌａｎｃｅｔｈｅｅｎｅｒｙｇｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｎｅｒｙｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｃｋｅｔｓ，ａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｌｉｆｅｔｉｍｅ．

传感器网络中单源单汇路由问题的模型与算法

Ａｎｎａｇｒｔｍａｅｎａｔｃｌｎｐｉｚｔｎｉｇｖｎｄａｌｏｈｂｓｄｏｎｏｏｙｏｔｉｍｉａｉｓｉｅ、ｏＫｅｗｏｄ：ｗｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋ，ｏｔｇＡｎｏｏｙＯｐｉｚｔｎａｇｒｈｙｒｓｉｅｅｓｓｎｏｅｒｒｕｉ，ｔＣｌｎｔｗｎｍｉａｉ，ｌｏｔｍｓｏｉ
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传感器网络中单源单汇路由问题的模型与算法
吴红红１杨文国ｚ赵彤
（南大学，沙４０８）湖长１０２：ｑ国科学院研究生院，京１０４）（－北００９
摘要路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一，寻找从源到汇的最小费用路径非常困难。蚁群优化算法是最近
ＡｂｔａｔＲｕｉｇｐｏｌｍｓｏｅｏｈｓｉｏｔｎｓｕｓｔｔｅｗｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋＩｓｎｏｅｏｋ，ｏｔｓｒｃ：ｏｔｒｂｅｉｎｆｔｅｍｏｔｍｐｒｔｉｓｅｏｈｉｅｅｓｓｎｏｅｗｒ．ｎａｎｅｓｒｎｔｒｈｗｏｗｉｒｕｉｐｔｆｏｆｄｏｔｇａｈｒｍｓｕｃｔｓｋｏｅｓｅｙｉｃｌＡｎｃｌｎｏｔｚｔｎｌｏｔｍ，ｈｃｃｎｅｓｄｎｎｎｏｒｅｏｉｎｄｉｖｒｄｆｕｔｔｏｏｙｐｉａｉａｇｒｈｗｉｈａｂｕｅｉｎｉｆ、ｍｉｏｉ

一种基于DPSO的无线传感器网络QoS路由算法

ｓｎｓｒｎｅｗｏｋｅｏｔｒｓ
Ｈｉ，Ｈｉｅ，ＥＸａＳＩｏＷｅ－ｎＷＡＧＸａ・ｎ，ＤＮｈｎ — ｎｒＮｉｏｇｇＥＧＺｏｇｆａｅ
（ｃｏｌｆＡｔｍａｉｎ，ｈｎｑｎｎｖｒｉ，ｈｎｑｎ０００，ｈｎ）ＳｈｏｕｏｔＣｏｇｉｇＵｉｅｓｙＣｏｇｉｇ４０３ＣｉａｏｏｔＡｓａｔｉｉｇｔｉｅｎｏｅｕｒｎｎｄｆｒｎｓｒｉｓａＱＳｒｔｇａｏｉｍｂｓｄｏｉｒｔｂｔｃ：ＡｍｎｆｒｔＳｒｉｍｅｔｉｉｅｅｔｅｖｃ，ｏｏｉｇｒｈａｅｎｄｓｅｒａｄｆｅＱｑｅｓｆｅｕｎｌｔｃｅｐｒｃｗｒｐｉｉｔｎ（ＰＯＱｆｉｌｓｓｎｏｅｏｋｓｐｏｏｅ．ｎＤＳ・Ｒ，ｈｔｇａｔｌｓａｍｏｔｚｉＤＳ — Ｒ）ｏｗｒｅｅｓｒｎｔｒｓｉｒｓｄＩＰＯＱｔｅｍｕｉｉｅｍａｏｒｅｓｗｐｎ
以节点间通信的传播损耗、时延、带宽、丢包率为优化目标，用ＤＳ利ＰＯ算法实现多目标优化，拥有不同为ＱＳ需求的网络业务提供满足其特有需求的优化路由。仿真实验表明：ＳＲ，Ｑｏ与ＡＥＲ算法相比，ＰＯＱＤＳ —Ｒ算法降低了网络平均端到端时延，减小了丢包率，延长了网络寿命。关键词：无线传感器网络；离散粒子群优化算法；目标优化；多服务质量；路由
，ａｂ
（）１
（）２
路径（Ｄ序列）Ｉ。设源节点粒子群规模为ｍ，迭代次数设为 Ⅳ，任意粒子生成一个空的历史Ｐｒｏａｔ最优解集Ｐ，ｅ全局生成一个空的全局Ｐｒｔ最优解集ＧＧ未被更新的迭代ａｅｏ，次数的阈值设为Ｆ。

无线传感器网络路由协议分析

南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

无线传感器网络的路由协议

无线传感器网络的路由协议
路由协议概述
无线传感器网络的路由协议主要任务是确保数据由源节点准确高效地传输到目的节点，即寻找数据的最优路径以及沿最优路径发送数据。
能耗：WSN中，路由协议的制定受能耗的限制。 ◆邻居发现过程：邻居节点间交换信息会消耗能量，交换数据越大，能耗越大。 ◆处理过程：数据传输过程的计算和通信会消耗能量，通信的能耗大于计算。
能量感知路由
能量多径路由
主要过程
路径建立建立从源节点到目的节点的多条路径计算出各条路径的选择概率
数据传输
对于接收到的每组数据，节点根据概率从所有下一跳节点中选择一个节点
路由维护
周期性从目的节点到源节点进行洪泛查询以维护路径的有效性和活跃性
能量感知路由
能量多径路由
路径建立具体过程
缺点
➢节点硬件需要支持射频功率自适应调整； ➢无法保证簇头节点能遍及整个网络； ➢分簇与簇头选举要公平
分层路由协议
PEGASIS协议
◆PEGASIS协议是对于LEACH的一种改进，节点间不再组成簇，而是组成链 ◆PEGASIS协议基本原理：
1.假定传感器节点是同构和相对静止的 2.节点通过发送能量递减的测试信号，确定相邻节点的位置 3.进而了解网络的全局信息 4.节点选择其最近的邻居作为链上的下一跳 5.节点只需维护自己上一跳和下一跳的邻居信息
分层路由协议
LEACH协议
网络按照周期工作，每个周期分为两个阶段：
◆簇头建立阶段：节点运行算法，确定本次自己是否成为簇头（选簇）；簇头节点广播自己成为簇头的事实；其他非簇头节点按照信号强弱选择应该加入的簇头，并通知该
簇头节点；簇头节点按照TDMA的调度，给依附于他的节点分配时隙；

无线传感器网络的路由算法研究

无线传感器网络的路由算法研究1.引言无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）由众多具有感知、处理、通信能力的节点组成，可以使用一些预处理技术对节点所感知到的信息进行处理，将数据传送至基站或中继节点，然后提供给用户。

由于节点之间的距离很近，因此WSN具有较高的可靠性和高度的自组织性，同时还具有良好的环境适应性和扩展性。

在无线传感器网络中，路由算法是节点间通信和数据传输的关键，能够直接影响到整个网络的性能。

因此，本文将从以下几个方面阐述无线传感器网络中的路由算法研究。

2.WSN路由算法的概述无线传感器网络中的路由算法包括平面路由、分层路由及基于密集子图的路由等。

平面路由仅在一个平面上进行数据传输，具有简单性高和低延迟等特点。

但由于节点数量的增加，所需通信距离加大，这种算法的拓扑结构不再是平面的，因此平面路由的使用受到限制。

分层路由将节点分层，为每一层节点选择一组通信路径，通过尽量避免要传输的绝对路径的组合数量来提高其质量。

这种算法具有低成本、高效和高度自组织性等优点，但也存在着时延较大、能量消耗较多以及可扩展性差等缺点。

密集子图基础路由算法是一类新型的路由算法，其特点是利用区域中密集子图之间的拓扑关系来实现数据传输，具有成本低、通信时延短、能耗小等优点，但也存在着传输距离较短、网络容量受限等问题。

3.典型的WSN路由算法AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector)，是一种基于距离向量路由算法的路由协议，通过网络中的节点维护着相互之间到目标节点的路由路径信息来查找路由，路由更新的决策基于当前网络拓扑和传输性能的变化，是一种基于反应的路由算法。

LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种分层式路由协议，使用动态聚类技术将WSN中的节点按照簇的方式分成不同的层次结构，并在每一个簇中选择一个簇头以负责聚合本簇中所有节点所上传数据并向基站进行传输，LEACH能有效地降低网络中节点的能耗，保证了整个网络的稳定性以及延长了网络的寿命。

无线传感器网络的路由算法

AODV协议1. 概述Nokia研究中心开发，自组网路由协议的RFc标准，它是DSR和DSDV的综合，借用了DSR中路由发现和路由维护的基础程序，及DSDV的逐跳(Hop-by-HoP)路由、目的节点序列号和路由维护阶段的周期更新机制，以DSDV为基础，结合DSR中的按需路由思想并加以改进。

它应用于无线自组织网络中进行路由选择的路由协议, 它能够实现单播和多播路由。

该协议是自组织网络中按需生成路由方式的典型协议。

用于特定网络中的可移动节点。

它能在动态变化的点对点网络中确定一条到目的地的路由，并且具有接入速度快，计算量小，内存占用低，网络负荷轻等特点。

它采用目的序列号来确保在任何时候都不会出现回环，避免了传统的距离向量协议中会出现的很多问题。

AODV最初提出的目的是为了建立一个纯粹的按需路由的系统。

网络中的节点完全不依赖活动路径，既不维护任何路由信息，也不参与任何定期的路由表交换。

节点不需要发现和维护到其他节点的路由，除非两个节点需要通讯或者节点是作为中间转发节点提供特定的服务来维护另外两个节点的连接性。

提出：With the goals of minimizing broadcasts and transmission latency when new routes are needed, we designed a protocol to improve up on the performance characteristics of DSDV in the creation and maintenance of ad-hoc networks.2. 特点优点：（1）基本路由算法为距离向量算法，但有所改进，思路简单、易懂。

（2）按需路由协议，而且节点只存储需要的路由，减少了内存的需求和不必要的复制。

（3）采用UDP 封装，属于应用层协议。

（4）支持中间节点应答，能使源节点快速获得路由，有效减少了广播数，但存在过时路由问题。

无线传感器网络与路由算法

明：协议建立路网络。
关键词：无线传感器网络；维序路由；凹凸区域；路由空洞非
中图分类号：Ｔ９Ｐ３３文献标识码：Ａ文章编号：１０．７７２１）８０３－３００Ｊ８（０１０－１８０９
０引言无线传感器网络（ｉｌｓｓｎｏｅｏｋ，Ｎ）术ｗｒｅｅｓｒｔｒｓＷＳｓ技ｅｓｎｗ
Ｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋｓａｄｒｕｉｇａｇｒｔｒｌｓｅｓｒｎｔｒｎｏｔｎｌｏｉｈｍ
ＨＵＺｉｕｎｈ— ａ，ＤＥｉｎｌｎｙＮＧＪａ — ａｇ，ＪＡＮＧＪａ — ｎｉＩｉｎｌｕ（ｃｏｌｆｅｃｍｍｕｉｔｎＥｇｎｅｉｇＣｏｇｉｇＵｉｅｓｙＣｏｇｉｇ４０４，ｈｎ）ＳｈｏｏｌｏＴｅｎｃｉｎｉｅｒ，ｈｎｑｎｎｖｒｉ，ｈｎｑｎ００４Ｃｉａａｏｎｔ
ｍｏｅｉｒｐｓｄｔｏｍｈｅｌｒｔｐｌｇｎｗｒｌｓｅｓｒｎｔｒｓａｄｔｅｃｒｅｐｎｉｇｐｏｅｓｉｄｓｐｏｏｅｏｆｒｔｅｒｇａｏｏｏｙｉｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋ，ｎｈｏｒｓｏｄｎｒｃｓｓｕｐｅｅｔｄＡｄｍｅｓｏ —ｒｅｅｏｔｇｐｏｏｏａｅｎｂｍｐｒｇｏｓｄｓｇｅｏｕｉｚｈｄａｔｇｆｒｓｎｅ．ｉｎｉｎｏｄｒｄｒｕｉｒｔｃｌｂｓｄｏｕｅｉｎｉｅｉｎｄｔｔｉｔｅａｖｎａｅｏｎｌｅｒｇｌｒｔｐｌｇｎｒｕｉｇＴｉｏｔｇａｇｒｈｃｎｎｔｏｌｏｖｈｏｔｇｈｌｒｂｅ，ｕｌｏａｈｅｅｅｕａｏｏｏｙｉｏｔ．ｈｓｒｕｉｌｏｉｍａｏｎｙｓｌｅｔｅｒｕｉｏｅｐｏｌｍｂｔａｓｃｉｖｎｎｔｎｍｉｉｍｏｆｒｕｉｇａｄｒｄｃｎｒｙｃｎｕｔｎｉｅｗｏｋ．ｉｍｌｔｎｒｓｌｈｗｔａｈｒｃｓｆｎｍｕｈｐｏｏｔｎｅｕｅｅｅｇｏｓｍｐｉｎｎｔｒｓＳｎａｉｅｕｔｓｏｈｔｔｅｐｏｅｓｏｎｏｏｓ

毕业设计-基于opnet的无线传感器网络qos路由及流量建模研究与仿真[管理资料]

河海大学本科毕业设计（论文）任务书（理工科类）Ⅰ、毕业设计（论文）题目：基于OPNET的无线传感器网络QoS路由及流量建模研究与仿真Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）：（1）搜集/阅读无线传感器网络、OPNET网络仿真等资料文献，熟悉无线传感器网络的基本理论问题，熟悉OPNET网络仿真这个仿真软件。

（2）对无线传感器网络的QoS路由进行了研究分析，定向扩散进行了扩展，利用一种新的QoS路由算法建立网络模型提高网络的生存期。

（3）对OPNET的流量建模机制进行研究分析，然后阐述一种建立无线传感器网络流量模型的方法。

（4）利用OPNET平台对仿真模型进行仿真实验，验证模型的有效性。

（5）总结与展望。

总结前面的工作，展望以后需要进一步展开的工作。

（6）整理论文，完成论文答辩。

Ⅲ、进度安排：～查阅无线传感器网络（WSN）、OPNET网络仿真及相关资料～熟悉OPNET仿真平台～研究分析无线传感器网络的QoS路由算法和OPNET的流量建模机制，提出一种建立无线传感器网络流量模型的方法～对所提模型进行OPNET仿真实验，验证其有效性～整理相关资料，撰写毕业设计论文，准备论文答辩Ⅳ、主要参考资料：【1】王文博，张金文. OPNET Modeler与网络仿真，人民邮电出版社，【2】孙屹，孟晨. OPNET通信仿真开发手册，国防工业出版社，【3】陈敏. OPNET网络仿真，清华大学出版社，【4】孙利民，李建中，陈渝，朱红松. 无线传感器网络，清华大学出版社，指导教师：， 2006 年 3 月 2 日学生姓名：，专业年级：2002级通信工程专业系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）：系负责人签字：，年月日摘要无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，是一种新型的、无基础设施的、自组织的无线网络。

面向无线传感器网络的能量感知路由算法研究

面向无线传感器网络的能量感知路由算法研究无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）由大量的分布式传感器节点组成，这些节点能够自主感知、采集信息并将其传输到其他节点或基站进行处理。

然而，节点的能源限制是WSNs面临的主要挑战之一。

为了延长网络的生命周期，降低能源消耗是至关重要的，因此研究面向无线传感器网络的能量感知路由算法显得非常重要和紧迫。

能量感知（Energy Awareness）路由算法是一种将能源消耗作为重要指标的路由选择算法。

它在选择传输路径时考虑节点的剩余能量、节点间的通信质量以及距离等因素，以降低网络的能耗。

下面将讨论面向无线传感器网络的能量感知路由算法的一些关键研究内容。

1. 能量感知路由算法的需求和目标能量感知路由算法的需求和目标主要包括以下几个方面：1.1 能源均衡性（Energy Balance）：在整个网络中实现节点能量的均衡消耗，避免部分节点能量过早耗尽而导致网络中断。

1.2 路径稳定性（Path Stability）：选择稳定的传输路径，减少路径的变动，降低由于路径切换引起的能耗。

1.3 距离优化（Distance Optimization）：根据节点之间的距离选择最短路径，减少能量消耗和传输延迟。

1.4 覆盖率（Coverage）：根据节点的覆盖范围选择传输路径，以保证网络的全面覆盖。

2. 能量感知路由算法的研究内容2.1 距离感知路由算法距离感知路由算法根据节点之间的距离选择最短路径，以减少能量消耗和传输延迟。

常用的距离感知路由算法包括基于最短路径树（Shortest Path Tree，SPT）的算法和基于距离向量（Distance Vector）的算法。

这些算法通过计算节点之间的距离来选择最佳传输路径，从而降低能耗。

2.2 能量均衡路由算法能量均衡路由算法旨在实现网络中节点能量的均衡消耗，避免部分节点能量过早耗尽而导致网络中断。

无线传感器网络中一种基于地理位置信息的路由算法

可行的，有利于动态网络的可扩展性及健壮性。且
许多严格的限制。在这些限制中，能量限制被认为
是最重要的一种。很显然，成千上万个传感器节对点进行充电或更换电池是不现实的，更何况有的环
２００７年６月１日收到８
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第７卷
第２３期
２００７年ｌ２月
科
学
技Leabharlann 术与工程
Ｖｏ＿Ｎｏ．ｌ７２３
Ｄｅｃ．２０７０
１７ —８９２０）３６４ —５６１１１（０７２ —０００
ＳｉｎｃｃｏｏｙａｄＥｎｉｅｉｇｃｅｅＴｅｈｎｌｇｎｇｎｅｒｎ
路由算法（ＢＡＧｃ —— Ｇ０ｒｐｉａ—ａｅｌｓｒｇＡｇｒｈ，ｅｇａｈｃｌｓｄＣｕｔｎｌｉｍ）但仍需进一步完善和改进。仿真实验证明了该算法的有效性。Ｂｅｉｏｔ关键词无线传感器网络Ｔ９５９；Ｎ２．２路由算法文献标识码生命周期Ａ
到污染、环境不能被破坏或敌对区域）以及其它一些临时场合（如发生自然灾害时，固定通信网络被
破坏）。
１ＬＡＨ路由协议ＥＣ
ＬＥＡＣＨ（ｏ — ｎｒｙＡｄｐｉｅＣｕｔｒｎｅａ— ＬｗＥｅｇａｔｌｓｅｉｇＨｉｒｒｖ
研究的核心课题。能量效率的策略体现在ＷＳＮ设计的各个层面，如传感器节点的硬件设计、ＡＭＣ协议、路由协议和数据融合处理等。

无线传感器网络中的定位技术与算法优化

无线传感器网络中的定位技术与算法优化近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）在众多领域得到广泛的应用，如环境监测、智能交通、医疗保健等。

对于无线传感器网络而言，准确的定位技术和优化的定位算法是实现各种应用的关键。

一、无线传感器网络中的定位技术无线传感器网络中的定位技术主要分为基于测距和基于角度两种方法。

1.基于测距的定位技术：基于测距的定位技术利用传感器节点之间的距离信息来实现定位。

常见的测距技术包括全球定位系统（GPS）和无线信号强度指示（RSSI）等。

全球定位系统（GPS）是一种广泛应用于室外环境的定位技术。

它通过接收卫星发射的信号来确定接收器的位置。

然而，GPS在室内和复杂环境中的定位精度受限。

因此，基于测距的定位技术在室内环境的无线传感器网络中应用较少。

无线信号强度指示（RSSI）基于接收到的信号强度来估计节点之间的距离。

通过测量无线信号在传输过程中的衰减程度，可以计算出节点之间的距离。

然而，RSSI受到多径传播等环境因素的干扰，定位精度有限。

2.基于角度的定位技术：基于角度的定位技术通过测量节点之间的角度信息来实现定位。

常见的基于角度的定位技术包括方向导数（DOA）和相对角度测量（RAO）等。

方向导数（DOA）基于节点接收到的信号传播方向来估计节点的位置。

通过测量信号波前到达节点的方向，可以计算出节点的位置。

DOA定位技术准确度较高，但需要节点具备方向感知能力。

相对角度测量（RAO）利用节点之间相对角度的测量值来进行定位。

通过测量不同节点之间的夹角，可以计算出节点位置。

RAO技术相对DOA技术更容易实现，适用于无需高精度定位的应用场景。

二、无线传感器网络中的定位算法优化针对无线传感器网络中的定位问题，研究人员提出了各种定位算法以提高定位精度和效率。

以下为几种常见的定位算法。

1.迭代算法迭代算法通过多次迭代计算来逐步调整节点位置，以减小定位误差。

面向无线传感器网络的移动最优路由算法研究

面向无线传感器网络的移动最优路由算法研究近年来，随着无线传感器网络技术的快速发展，越来越多的无线传感器应用场景涌现出来。

在这些应用场景中，移动无线传感器网络（Mobile Wireless Sensor Networks，MWSNs）由于其具有高度灵活性和可部署性的特点，获得了广泛的关注和研究。

而对于MWSNs而言，移动最优路由算法的研究则尤为重要。

MWSNs是一种由移动无线传感器组成的自组织网络，节点可以在网络中自由移动。

这种网络结构使得MWSNs可以适应各种环境，实现临时部署和快速响应。

然而，由于节点可以随意移动，网络拓扑结构的不断变化对数据传输和路由选择提出了巨大的挑战。

因此，设计一种能够在不稳定的网络环境下实现数据传输的移动最优路由算法对于MWSNs的应用至关重要。

现有的移动最优路由算法主要可以分为两大类：位置无关的和位置相关的算法。

位置无关的算法通过统计信息、网络拓扑或传感器数据等基本信息进行路由选择，而位置相关的算法则利用节点的位置信息进行相应的决策。

在位置无关的算法中，常见的有贪婪算法、集群算法和虚拟格网算法等。

贪婪算法是一种简单直观的路由选择方法，每个节点只根据邻居节点信息选择下一跳节点。

集群算法则将整个网络划分为若干个集群，每个集群内部的数据传输通过集群内的路由节点进行，跨集群的数据传输则通过集群间的路由节点。

虚拟格网算法则将网络拓扑结构抽象成为一个虚拟的方格网，每个方格内部的数据传输使用最短路径算法。

而在位置相关的算法中，常见的有基于位置预测的算法和基于位置更新的算法等。

基于位置预测的算法通过研究节点移动的规律和趋势，预测节点未来的位置，从而进行路由选择。

基于位置更新的算法则通过周期性地更新节点的位置信息，实时地进行路由选择。

尽管目前已经有了许多成熟的移动最优路由算法，但是这些算法在面对复杂的网络环境时仍然存在一些问题和挑战。

首先，网络拓扑结构的不断变化使得路由选择更加困难，需要设计更加适应动态变化的算法。

基于NS-3仿真平台的无线传感器网络路由算法性能分析

基于NS-3仿真平台的无线传感器网络路由算法性能分析无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是由大量低成本的无线传感器节点组成的自组织、分布式的网络系统。

这些节点能够以无线电的形式进行通信，并通过协作来完成各种任务，如环境监测、目标跟踪、军事侦察等。

无线传感器网络具有自组织性、自适应性和自愈性等特点，因此广泛应用于农业、环保、交通、安防等领域。

而无线传感器网络中的路由算法对网络性能有着重要的影响，因此研究和优化路由算法是提升无线传感器网络性能的关键。

NS-3（Network Simulator 3）是一个广泛应用于无线网络研究的开源仿真平台。

它提供了一系列用于模拟和分析网络协议性能的工具和库。

NS-3可以模拟不同类型的网络，包括无线传感器网络。

在NS-3中，我们可以使用不同的路由算法来模拟无线传感器网络，并对其性能进行分析。

在无线传感器网络中，节点通常使用最小功率以节约能量，并且通过多跳传输来达到目标节点。

因此，路由算法需要选择合适的路径和节点，以最小化能量消耗和延迟，并提高网络吞吐量。

以下是几种常见的无线传感器网络路由算法：1. 集中式路由算法：集中式路由算法由中心节点负责网络拓扑发现、路径选择和能量管理。

这种算法的优点是能够快速适应网络拓扑的变化，并通过全局知识选择最佳路径。

然而，由于需要全局信息，集中式路由算法通常会带来更高的通信和计算开销。

2. 分布式路由算法：分布式路由算法通过利用节点之间的局部信息来进行路径选择和能量管理。

这种算法的优点是分布式决策，不需要全局信息，并且具有较低的通信和计算开销。

但是，分布式路由算法需要更长的时间来适应网络拓扑的变化，并且可能会导致不完全优化的路径选择。

3. 距离向量路由算法：距离向量路由算法通过节点之间的距离向量更新来选择最短路径。

每个节点维护一个距离向量表，并根据相邻节点的更新来更新自己的距离向量。

然而，距离向量路由算法容易发生路由环路和计数到无穷的问题，需要引入一些机制来解决这些问题。

无线传感器网络的路由算法研究

ｔｉｙ，ｄｃｅｓｈｎｒｙｄｓｉａｉｎａｄｐｏｏｇｔｅｌｅｉｅＭａｙｔｐｃｌｏｔｇａｇｒｔｍｓａｅｃａｓ— ｉｔｖｅｒａｅｔｅｅｅｇｉｓｐｔｎｒｌｎｈｉｔ．ｏｆｍｎｙｉａｕｉｌｏｉｈｒｌｓｉｒｎ
ＲｅｅｒｈｏｕｉｇＡｌｏｉｈｆｒＷｉｅｅｓＳｎｏｔｒｓａｃｎＲｏｔｇｒｔｍｏｒｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋｎ
ＺＨＯＵａ — ｉＬ，ＢｉＱＩＢ－ｉｇＸｉｎｗｅ，Ｕｎ，Ｎｏｐｎ
（ｃｏｌｆＩｆｒａｉｎＥｇｎｅｉｇ，ｎｖｒｉｆＳｉｃＳｈｏｎｏｍｔｎｉｅｒｎＵｉｅｓｙｏｃｅｅ＆Ｔｃｎｌｇｏｏｔｎｅｈｏｏｙ，Ｂｉｉｇ１０８，ｈｎ）ｅｎ００３Ｃｉａｊ
ｆｄｔｅｄｆｅｅｔｔｐｓｉｈｓｐｐｒｉｏｂｉｆｒｎｙｅｎｔｉａｅ．Ｔｈｈｒｃｅｉｔｓｏｉｅｅｔｔｐｓａｅａａｙｅ．Ｃｏｉｉｇｔｅｅｅｅｃａａｔｒｓｉｆｆｒｎｙｅｒｎｌｚｄｃｄｆｍｂｎｎｈｓ
物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层＿。１］
带宽、存储容量都非常有限，而且无线传感器网络通常由大量密集的传感节点构成，这就决定了无线传感器网络协议栈各层的设计都必须以能源有效性为首要的设计要素。其中，在网络层，提高网络通信连
区域内的各种监测对象的信息，并将这些信息发送无线传感器网络中节点的能量资源、计算能力、通信

基于可信度的无线传感器网络安全路由算法

ｏｘｄｉｆａｔｕｔｒｎｓｈｒｈｃｅｍａｉｉｕｅａｉｒｆｅｎｄｓＳｅｃｎｅｔｎｏｏｅ ’ ｒｓｗａｆｅｒｓｒｃｕｅａｄｉｗａａｄｔｃｅｋｔｌｏｓｂｈｖｏｏｅ，Ｏｔｏｃｐｏｆｎｄｓｔｕｔｓｉｆｎｔｏｈｃｏｔｈｈｉ
关键词：无线传感器网络；安全路由；可信度；群体智能；虫洞
中图分类号：Ｔ３３Ｐ９文献标识码：Ａ文章编号：１０ —３Ｘ（０８１—１５０００４６２０）１００ —８
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无线传感器网络的网络拓扑结构分析

无线传感器网络的网络拓扑结构分析无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的一种自组织、自适应的网络系统。

这些节点通过无线通信技术进行信息的采集、传输和处理，广泛应用于环境监测、智能交通、农业、医疗等领域。

而网络的拓扑结构对于无线传感器网络的性能和可靠性具有重要影响，因此对其进行分析和研究具有重要意义。

一、平面拓扑结构平面拓扑结构是指无线传感器网络中节点在二维平面上的分布方式。

常见的平面拓扑结构有：规则网络、随机网络和混合网络。

规则网络是指节点按照规则的方式在平面上分布，节点之间的距离相等或者相差较小。

这种结构具有良好的对称性和均匀性，易于维护和管理，但是对于节点密度变化较大的场景不适用。

随机网络是指节点在平面上随机分布，节点之间的距离没有规律可循。

这种结构具有较好的灵活性和扩展性，适用于节点密度变化较大的场景，但是由于节点之间的距离没有规律，容易导致网络中存在大量冗余和死区。

混合网络是指规则网络和随机网络的结合，通过合理的规划和设计，使得网络在保持规则性的同时具备一定的随机性。

这种结构综合了规则网络和随机网络的优点，能够在保证网络性能的同时满足节点密度变化的需求。

二、层次拓扑结构层次拓扑结构是指无线传感器网络中节点按照层次结构进行组织和管理的方式。

常见的层次拓扑结构有：星型网络、树型网络和网状网络。

星型网络是指所有的节点都直接连接到一个中心节点，中心节点负责协调和管理整个网络。

这种结构具有简单、易于实现的特点，但是中心节点成为了网络的单点故障，一旦中心节点发生故障，整个网络将无法正常工作。

树型网络是指节点按照树形结构进行组织，每个节点都有一个父节点和若干个子节点。

这种结构具有较好的可靠性和扩展性，节点之间的通信通过父子节点之间的传输实现，但是节点之间的通信距离较远，会导致能量消耗较大。

网状网络是指节点之间相互连接，没有中心节点的限制。

无线传感器网络中的路由协议研究

无线传感器网络中的路由协议研究近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）正在被广泛应用于工业自动化、环境监测、智能交通等领域，成为新一代信息化技术的重要组成部分。

在WSN中，路由协议是数据传输的关键。

因此，无线传感器网络中的路由协议研究备受关注。

一、路由协议的定义和分类路由协议是指在一定的路由算法和路由协议信令的基础上，为数据在网络中寻找目的地址并传输的一种协议。

根据其设计的目的和方法不同，路由协议可分为集中式和分布式两种。

集中式路由协议将网络中的路由计算统一由中央节点完成，然后将路由表分发给其他节点。

分布式路由协议则是将路由计算过程分散到每个节点，并通过节点间的通信实现路由信息的交换。

在WSN中，采用分布式路由协议的情况比较普遍。

根据具体的路由算法不同，路由协议又可分为无层次、平面层次和分层三种。

无层次路由协议没有明显的层次结构，每个节点都可以进行路由计算和信息交换。

平面层次路由协议将网络分为若干平面，每个平面内的节点路由计算方式相同，不同平面间的节点需要交换路由信息。

分层路由协议则将网络划分为若干层次，每个节点只在本层次内进行路由计算，通过层间协作实现信息传输。

二、套路协议的性能指标路由协议的优劣可以通过一系列性能指标来评价。

主要包括：1. 能耗：WSN中的节点往往是由一小块电池供电，因此能耗是路由协议性能评价的重要指标之一。

2. 延迟：WSN中经常要求实时性很高，因此数据的运输时间成为了路由协议性能的重要方面。

3. 数据传输可靠性：WSN中节点的故障率较高，同时因为环境受到各种干扰，数据包丢失或重传的情况较为常见。

因此，保证数据传输可靠性是路由协议的重要目标。

4. 网络拓扑结构：路由协议的设计包括网络拓扑结构的策略，如何将路由表分发到各个节点，拓扑结构的影响因素有节点通信距离、信道带宽等。

三、常见的路由协议1.LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：LEACH是WSN中应用性最广泛的集群协议，它采用分层结构以及分簇的方式降低整个网络的能耗，并利用定期轮换簇的方法来防止单个节点过早的能量耗尽。