无线传感网分布多跳分层路由协议msrp的研究与设计.pdf

无线传感网分布式多跳分层路由协议MSRP的研究与设计 摘要 无线传感网分布式多跳分层路由协议MSRP的研究与设计 中文摘要 由于受成本的制约，传感器节点的能量、处理能力、存储能力都十分受限。因此， 无线传感网路由算法的首要目标是节能，算法也不能有太高的运算复杂度和空间复杂 度，运行在传感网上的路由协议必定是一个轻量级的节能路由协议。本论文主要进行 层次型路由协议的研究和设计，在分析LEACH协议及其现有改进算法的基础上， 提出了分布式、簇间多跳的传感网分层路由协议，并对其进行了仿真、分析和改进， 论文的具体研究和实现工作如下： 研究了现有传感网路由协议，分析了其机制、特点和存在的问题。以簇类协 议为研究切入点，重点研究LEACH等几种分簇路由协议，并指出各分簇协议的特 点和不足。论文研究了现有LEACH协议的改进算法，并指出了这些改进存在的问 题：有的引入集中控制；有的需要复杂的计算；有的需要全局信息，需要占用大量的 辅助存储空间；对“通信热区”问题、路由安全问题没有给出有效的解决方案。 提出了一个分布式、簇间多跳的传感网分层路由协议MSRP。算法通过簇间 多跳机制提高协议的扩展性；协议提出了基于邻接度、剩余能量等信息的随机数加权 簇头选举机制使簇头的分布更加合理；协议提出“虚拟Sink层技术”缓解“通信热 区’’问题，抵御Wormhole攻击；协议优化了簇间通信机制，提出了新的防止路由 环路方法。算法复杂度小、只需要很小的辅助存储空间。 还研究了OMNet++的原理和实现机制，并对协议进行了仿真和分析。通过 仿真证明了改进算法的可行性，给出了协议的使用建议。 提出了MSRP协议一个基于蚁群算法的改进方案AC—MSRP。协议采用多汇 聚点的网络模型以增加网络的健壮性、实用性；协议提出“蚂蚁轨迹本地化”技术减 少网络中的数据传输量；协议的信息素更新规则考虑了包的传输延时和剩余能量； AC．MSRP协议根据邻接度和信息素进行簇头选择和路径选取，不需要节点的位置信 击。 关键词：路由，扩展性，虚拟Silll【层，随机数加权，轨迹本地化 作 者：刘春涛 指导老师：陆建德 Abstract Researchand ofDistributedHierarchicalProtocolMSRPinWSN Design Multi-hop Routing and Hierarchical Research ofDistributed Design Multi—hop ProtocolMSRPinWSN Routing Abstract DuetotheCOSt sensornodehaslimited constraints，the energy,computingcapacity sensor and ofawirelessnetwork objective storagecapacity．Therefore，theprimary routing is the cannottakea algorithmenergyconservation，andalgorithm highcomputational and