水下传感器网络中基于距离的能量均衡动态地理路由协议研究

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水下传感器网络由固定在海底或者悬浮在水中的传感器节点组成,节点之间相互通信并构成一个自组织网络。节点上搭载有专门的传感器,负责监测收集某一片海域的温度、深度以及其他突发事件等信息,这些信息会通过水声通信的方式被传递给漂浮在水面的基站或船舶。水面基站负责收集所有普通传感器节点采集到的信息,然后再通过无线电波的方式传递给卫星或其他网络,最终传递到陆地基站中。水下传感器网络的拓扑结构存在动态变化性,而且由于节点移动也会导致节点在水下的分布不均匀,有的地方节点密度大,有的地方节点密度小。传统的水下网络的地理路由协议都是针对特定的水下环境,不具有动态适应性。所以,本文针对水下网络拓扑结构动态变化和节点分布不均匀的特性,提出了一个新的针对水下网络的地理路由协议:基于距离的能量均衡动态自适应路由协议DEAR。在DEAR协议中,每个节点在接收信息的同时,记录其邻居节点的信息,维护一个邻居节点表,在发送数据前,根据其邻居节点的分布情况,只选择其特定区域的邻居节点接收其发送的消息,每次只有少量的且综合性能优越的节点转发消息,降低能量消耗。而且针对区域节点密度的不同,自适应地调整接收区域的大小,动态适应网络拓扑的变化。最后,在Aqua-Sim仿真平台上实现DEAR协议,将DEAR协议与HHVBF协议以及其它协议进行对比实验,验证DEAR协议在投递率、能耗方面的性能表现。通过仿真结果的对比分析可以看到,DEAR协议具有较高的性能优势,尤其是在应对网络拓扑结构动态变化方面具有明显的能耗优势。
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