無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于多跳的能量均衡路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),其部署區(qū)域可能包括危險(xiǎn)的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠等,因此,在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中節(jié)點(diǎn)的能耗成為最為關(guān)注的熱點(diǎn)問題。如何高效的利用傳感器節(jié)點(diǎn)的能量,盡量延長(zhǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命期是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。針對(duì)這一研究熱點(diǎn),本文對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效路由技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由層的路由協(xié)議研究中,已有許多的路由協(xié)議被相繼提出。其中,較為經(jīng)典的當(dāng)屬LEACH協(xié)議,它也是第

2、一個(gè)分層型的路由協(xié)議。本文分析研究了LEACH協(xié)議和改進(jìn)型的LEACH-B協(xié)議,并且在LEACH和LEACH-B的協(xié)議原理的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)基于多跳的能量均衡路由協(xié)議LEACH-MEB,該協(xié)議包括以下部分。
　　首先,在簇首的選舉過程中,為了避免LEACH的隨機(jī)選舉方式所導(dǎo)致的每輪簇頭個(gè)數(shù)不穩(wěn)定的問題,在此,借鑒LEACH-B的方法,與LEACH-B相比又引進(jìn)了節(jié)點(diǎn)鄰居度作為簇頭選舉的參考因素之一,簇頭的選擇決策交由基站決定。從而

3、,在簇頭的選擇方面既能保證每輪都產(chǎn)生固定的簇頭數(shù)目又能減少節(jié)點(diǎn)為競(jìng)爭(zhēng)簇頭而產(chǎn)生的控制信息。
　　其次,在簇首選舉完成之后,與LEACH和LEACH-B不同,每個(gè)簇頭并不是直接跟基站進(jìn)行通信,而是在簇頭之間進(jìn)行多跳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路由,以此來減少簇頭直接傳輸產(chǎn)生的大量能耗。在簇頭選擇前向路由簇頭時(shí),綜合考慮了簇頭節(jié)點(diǎn)的路由轉(zhuǎn)發(fā)代價(jià)與簇頭的剩余能量等因素,簇頭在考慮了前向路由節(jié)點(diǎn)的剩余能量之后,再?zèng)Q定是否需要將數(shù)據(jù)通過前向簇頭進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),以免