無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于梯度的有網(wǎng)關(guān)分簇拓撲控制研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）是由大量隨機分布的集成有傳感器單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點，通過自組織的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。
　　 鑒于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸?shù)奶攸c，其路由協(xié)議的設(shè)計與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議不同，尤其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在一次性播撒的情況下，節(jié)點能量是不可再生的，因此，提高平衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗、延長網(wǎng)絡(luò)生命周期成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)核心的路由協(xié)議是分簇路

2、由協(xié)議，而作為分簇路由協(xié)議的基礎(chǔ)-多級簇樹拓撲結(jié)構(gòu)由于其能耗小，壽命長的特點已成為近年來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個研究熱點。
　　 本文介紹一種基于梯度的分簇拓撲控制算法ETBG(energy-awaretopologycontrolprotocolbasedongradient)，該算法通過基站將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個半圓形的梯度場，節(jié)點間根據(jù)權(quán)值大小及梯度等級組成簇樹，此算法時延較小，但是所用權(quán)值單一，未考慮距離在節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸時的耗能情

3、況，部分簇內(nèi)節(jié)點之間相距過遠，造成通信耗能過大。
　　 針對ETBG算法存在的問題，本文提出一種基于梯度的有網(wǎng)關(guān)多級簇樹算法，在節(jié)點分簇時設(shè)計一個調(diào)節(jié)因子在剩余能量和距離之間進行調(diào)節(jié)，在成簇的過程中，采用綜合權(quán)值大的節(jié)點作為簇頭節(jié)點。同時利用負載均衡的思想調(diào)節(jié)各個簇頭的簇成員數(shù)目，使各個簇頭的簇成員數(shù)目更加均衡，耗能更加平均。最后在簇頭之間加入網(wǎng)關(guān)根據(jù)梯度等級建立簇樹，能解決ETBG算法在簇頭距離過遠情況下直接通信耗能過高的弊端