无线传感器网络路由与拓扑控制技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 无线传感器网络基本概念 1

1.2 无线传感器网络的特点 4

1.3 无线传感器网络的应用 6

1.4 现存技术问题 8

第2章 无线传感器网络节能路由技术分析 12

2.1 无线传感器网络结构 12

2.1.1 网络体系结构 12

2.1.2 传感器节点结构 14

2.2 无线传感器网络路由协议 16

2.2.1 路由协议特点 16

2.2.2 无线传感器网络路由协议分类 17

2.3 平面路由协议 18

2.3.1 洪泛路由协议和Gossiping协议 19

2.3.2 SPIN路由协议 20

2.3.3 DD协议（定向扩散路由协议） 20

2.3.4 EAR算法 21

2.4 层次路由协议 22

2.4.1 LEACH路由协议 22

2.4.2 LEACH-C路由协议 24

2.4.3 PEGASIS路由协议 24

2.4.4 HEED路由协议 25

2.4.5 EEUC路由协议 26

2.4.6 TEEN算法 27

2.4.7 TopDisc算法 28

2.5 基于地理位置的路由协议 28

2.5.1 GPSR路由协议 28

2.5.2 GAF路由协议 29

2.5.3 GEM算法 30

2.6 无线传感器网络路由算法的评价指标 31

第3章 基于非均匀分簇的IUCRP协议 33

3.1 分簇路由协议设计问题的提出 33

3.2 IUCRP算法的基本思路 36

3.3 相关模型与假设 37

3.3.1 网络模型 37

3.3.2 能量模型 38

3.4 IUCRP算法实现 40

3.4.1 簇的形成 40

3.4.2 簇间多跳路由 43

3.4 3数据传输 45

3.4.4 簇的更新 46

第4章 IUCRP协议的仿真 47

4.1 OPNET简介 47

4.2 OPNET MODELER仿真和建模机制 48

4.2.1 OPNET网络模型 50

4.2.2 OPNET节点模型 51

4.2.3 OPNET进程模型 52

4.2.4 其他编辑器 53

4.3 OPNET网络仿真的方法和步骤 53

4.4 IUCRP算法仿真的设计与实现 54

4.4.1 进程模型的设计与实现 54

4.4.2 节点模型的设计与实现 63

4.4.3 网络模型的设计与实现 64

4.5 仿真结果及分析 64

第5章 基于圆形分区和能量梯度的GAF-I算法 68

5.1 最小ID节点选举算法 68

5.1.1 算法描述 69

5.1.2 算法流程图 69

5.1.3 算法性能分析 71

5.2 GAF算法原理及分析 71

5.2.1 GAF算法原理 71

5.2.2 GAF算法分析 74

5.3 GAF-I算法 74

5.3.1 网络模型 74

5.3.2 GAF-I算法概述 75

5.3.3 GAF-I算法详述 76

5.3.4 GAF-I算法性能仿真和分析 83

第6章 基于多元化准则和树结构的GPSR-EA算法 86

6.1 GPSR算法原理及分析 86

6.1.1 GPSR算法原理 86

6.1.2 GPSR算法分析 88

6.2 贪婪转发的路由准则 88

6.3 GPSR-EA算法 89

6.3.1 网络模型 90

6.3.2 GPSR-EA算法执行流程 90

6.3.3 GPSR-EA算法路由准则 90

6.3.4 GPSR-EA算法对路由空洞的处理 93

第7章 GPSR-EA算法性能测试与结果分析 98

7.1 仿真工具NS2介绍 98

7.2 使用NS2进行网络仿真的方法和步骤 103

7.3 GPSR-EA算法实现及仿真结果分析 105

7.3.1 GPSR-EA算法在NS-2下的实现 105

7.3.2 GPSR-EA算法仿真场景设置 107

7.3.3 GPSR-EA算法和GPSR算法仿真结果对比分析 108

第8章 无线传感器网络拓扑控制技术分析 114

8.1 无线传感器网络概述 114

8.2 无线传感器网络拓扑控制概述 118

8.2.1 无线传感器网络拓扑控制和协议栈 118

8.2.2 无线传感器网络拓扑控制算法的设计目标 120

8.3 无线传感器网络拓扑控制算法 121

8.3.1 无线传感器网络拓扑控制算法的分类 121

8.3.2 节点功率拓扑控制算法 122

8.3.3 层次型拓扑控制算法 126

第9章 基于非均匀分簇的LEUC算法的设计 134

9.1 非均匀分簇算法设计问题提出 134

9.2 LEUC算法的基本思想 136

9.3 系统模型与相关定义 136

9.3.1 网络模型 136

9.3.2 能量模型 137

9.3.3 节点密度定义 139

9.4 LEUC算法的非均匀分簇拓扑结构的建立 139

9.4.1 候选簇首的选举 140

9.4.2 非均匀竞争半径的计算 141

9.4.3 临时簇首的竞选 142

9.4.4 簇的形成 143

9.4.5 正式簇首的选举 143

9.4.6 算法非均匀分簇拓扑流程 144

第10章 LEUC算法的簇间通信机制 147

10.1 LEUC算法簇间通信机制设计问题提出 147

10.2 簇首助理的选举 148

10.3 最小通信代价树的拓扑结构生成 150

第11章 LEUC算法的性能与仿真结果分析 152

11.1 LEUC算法仿真建模 152

11.1.1 进程模型 152

11.1.2 节点模型 159

11.1.3 网络模型 159

11.2 仿真结果分析 160

第12章 基于地理位置的LEACH-ML算法的设计 164

12.1 拓扑控制算法设计的原则 164

12.2 LEACH-ML算法的设计 166

12.2.1 算法设计思想 166

12.2.2 相关定义 167

12.2.3 网络分簇模型的设计 171

12.2.4 簇首节点选举算法的设计 175

12.2.5 簇内和簇间通信机制的设计 176

12.2.6 簇更新机制的设计 177

12.3 LEACH-ML的工作过程 178

12.3.1 簇结构初始创建阶段 180

12.3.2 网络稳定传输阶段 180

第13章 LEACH-ML算法的实现与仿真 182

13.1 MIT u-AMPS NS代码的修改与扩展 182

13.2 仿真环境与仿真指标 185

13.3 仿真过程 187

13.3.1 MIT u-AMPS NS代码的加载 188

13.3.2 源代码分析 188

13.3.3 LEACH-ML NS代码扩展 189

13.3.4 仿真测试 193

13.3.5 数据处理与图形表示 193

参考文献 196