無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分層路由算法研究與性能仿真.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，是由大量部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)微小傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)具有無(wú)線通信與計(jì)算能力，他們通過(guò)自組網(wǎng)的方式構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于軍事偵察，監(jiān)視災(zāi)情，監(jiān)控森林火災(zāi)及一些危險(xiǎn)區(qū)域的遠(yuǎn)程控制等，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。傳感器節(jié)點(diǎn)的能量非常有限，路由協(xié)議設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)是降低節(jié)點(diǎn)能源損耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，因此傳統(tǒng)的無(wú)線路由協(xié)議并不適合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
　　目前，針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源有限及與

2、應(yīng)用高度相關(guān)的特點(diǎn)，研究人員設(shè)計(jì)了多種路由協(xié)議。本文研究分析了典型的路由協(xié)議，并重點(diǎn)探討了分層路由協(xié)議-低功耗自適應(yīng)分層路由協(xié)議，針對(duì)低功耗自適應(yīng)分層路由協(xié)議存在的不足，借鑒國(guó)內(nèi)外路由協(xié)議設(shè)計(jì)的優(yōu)秀思想，對(duì)簇首選擇、簇類形成以及簇首間通信三個(gè)方面進(jìn)行了綜合改進(jìn)，提出一種基于負(fù)載均衡的層次路由算法。改進(jìn)算法的簇首選擇基于節(jié)點(diǎn)的剩余能量，引入了一種能量自適應(yīng)的簇首選擇機(jī)制;改進(jìn)算法在聚簇過(guò)程中考慮了多跳通信時(shí)存在的簇首“熱區(qū)”問(wèn)題，節(jié)點(diǎn)在選

3、擇從屬簇時(shí)，綜合考慮了節(jié)點(diǎn)到簇首的距離及簇首到基站的距離，選擇復(fù)合距離最小的簇加入，讓距離基站較近的簇首將有較少的簇成員節(jié)點(diǎn)，減小簇內(nèi)能量消耗，預(yù)留一部分能量用于為其他簇首轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，達(dá)到平衡簇首能量消耗的目的;簇間通信采用多跳的方式，多跳通信的下一跳路由是基于網(wǎng)絡(luò)通信開(kāi)銷指標(biāo)和簇首的剩余能量選擇的，提高了簇首間的負(fù)載均衡。
　　最后，利用NS-2(Network Simulator Version2)仿真軟件對(duì)基于負(fù)載均衡的分層路