基于近鄰傳播的WSNs分簇路由策略研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)( Wireless Sensor Networks，簡(jiǎn)稱(chēng)WSNs)，由大量隨機(jī)部署于目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，具有信息感知、處理、傳輸?shù)墓δ?，是人?lèi)與自然、社會(huì)交互的科技手段之一。由于其具有易部署、低成本、低功耗、強(qiáng)抗毀等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)備受關(guān)注。路由協(xié)議設(shè)計(jì)是 WSNs的關(guān)鍵技術(shù)之一，旨在為信息傳輸尋求高效路徑，為網(wǎng)絡(luò)提供自組織、節(jié)能、安全、數(shù)據(jù)融合、定位、尋址等功能屬性。
　　分簇路由協(xié)議由于其分布式的結(jié)構(gòu)特征

2、，具有路由速度快、可擴(kuò)展性好、算法魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，能很好匹配 WSNs向復(fù)雜化、巨大化、智能化發(fā)展的需求，已成為該領(lǐng)域算法研究的主流學(xué)派。論文圍繞分簇路由協(xié)議展開(kāi)研究，受數(shù)據(jù)聚類(lèi)算法思想影響，將近鄰傳播聚類(lèi)思想應(yīng)用到 WSNs分簇中，分別提出了兩層及三層能量自適應(yīng)近鄰傳播無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議，并對(duì)其進(jìn)行仿真分析及性能評(píng)估，主要工作如下：
　?、僬撐膹膫鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)各類(lèi)路由協(xié)議探討分析入手，在此基礎(chǔ)上著重論述了分簇路由協(xié)議，對(duì)其進(jìn)

3、行分類(lèi)和比較，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)具有代表性的分簇路由協(xié)議——低功耗自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy，簡(jiǎn)稱(chēng)LEACH）進(jìn)行深入解析與研究，為后續(xù)工作展開(kāi)提供切入點(diǎn)。
　?、谠谏钊胙芯糠执芈酚蓞f(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合近鄰傳播聚類(lèi)算法，通過(guò)重設(shè)相似度及偏向值表達(dá)式，充分考慮能量、節(jié)點(diǎn)距離、簇頭分布密度等因素，以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗及延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)，提出了一種能量自適應(yīng)近鄰

4、傳播兩層分簇路由協(xié)議（LEACH-EAAP），通過(guò)先驗(yàn)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高算法性能，并通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)其進(jìn)行深入論證。仿真結(jié)果表明，該算法適用于小型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗及延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命兩方面性能有所提升。
　　③針對(duì)LEACH-EAAP協(xié)議不適用于大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，在分析不同層次結(jié)構(gòu)分簇路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，對(duì)相似度及偏向值表達(dá)式進(jìn)行重新定義，通過(guò)設(shè)立簇頭質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)1級(jí)簇頭集與2級(jí)候選簇頭集封閉映