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目前,无线传感器网络(WSN)正在沿着一个全新的方向发展,各国学者正积极研究具有移动特性的WSN,本课题组提出了一种多层移动节点的网络体系结构。传感器节点能量和处理能力有限的特点,对这种新型多层网络的路由协议提出了更高的要求,本文提出的NCSP路由协议和SA_LL退避机制,使得节点可以高效、公平的接入信道,有效降低了通信开销、节省了网络能耗、延长了网络生存周期。
本文以多层移动节点的网络体系结构为研究基础,重点研究传感器网络中的层次型路由协议,结合其中存在的问题,完成了以下工作:
(1)概述了无线传感器网络路由协议,并介绍多层移动节点的网络体系结构,然后对经典层次型路由协议LEACH协议和EEUC协议进行分析,研究其中存在的问题,找出一些改进思路。
(2)提出了一种能量有效的非均匀分簇路由协议。该协议主要包括三方面:①非均匀分簇,根据F与C的距离建立大小不同的簇。靠近基站的簇规模小于远离基站的簇,靠近基站的簇头可以承担更多的数据转发:②簇头选择,权衡考虑节点的剩余能量和距离参数,以得到较为理想的加权簇头选择概率;③簇间路由,以剩余能量和距离为代价,应用改进的Dijkstra算法,实现网络信息的及时、可靠、有效地传输,有效的延长生存时间。
(3)提出了一种根据竞争窗口自适应调整的退避机制。为了保证移动性节点竞争接入同一接收信道的有效性,提出了SA_LL退避机制,该算法以竞争信道节点数为对数函数参数,以传输概率为线性参数,不仅使竞争窗口以最优值动态调整,而且使得退避幅度趋于最佳化。