WSN中分簇路由協(xié)議與拓?fù)淇刂萍夹g(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式應(yīng)用技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)于一體的新興技術(shù)應(yīng)用，已成為當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注、涉及多學(xué)科領(lǐng)域交叉、技術(shù)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠協(xié)作地監(jiān)測(cè)、感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的客觀世界的物理信息，經(jīng)由自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)，以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式，人們可以通過傳感器網(wǎng)絡(luò)感知客觀世界，從而極大地?cái)U(kuò)展了現(xiàn)有網(wǎng)

2、絡(luò)的功能和人類認(rèn)識(shí)世界的能力。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景，軍事科研、醫(yī)療健康、農(nóng)林牧漁、環(huán)境監(jiān)測(cè)和空間探索等眾多領(lǐng)域都是傳感器網(wǎng)絡(luò)的用武之地。然而傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有限，由于環(huán)境等眾多因素的限制，不能像傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)那樣對(duì)其進(jìn)行能量補(bǔ)充，因此節(jié)約能量是傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和拓?fù)淇刂圃O(shè)計(jì)的首要目標(biāo)。
　　 本文針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能源受限的問題，分析和研究了現(xiàn)有典型的路由協(xié)議與拓?fù)淇刂茩C(jī)制，針對(duì)現(xiàn)有路由協(xié)議和拓?fù)淇刂扑?/p>

3、法存在的不足進(jìn)行改進(jìn)。
　　 LEACH 是一種有效的分簇算法，在均衡網(wǎng)絡(luò)能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命方面明顯優(yōu)于一般的平面多跳路由協(xié)議和靜態(tài)聚類算法，但LEACH 算法存在分簇不均勻，簇頭負(fù)擔(dān)過重以及能量利用率低等問題。在對(duì)LEACH 算法進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，分別提出了一種附屬簇頭算法（SCHA）和能量有效分簇多跳路由算法（EECMRA），其中附屬簇頭算法主要針對(duì)LEACH 中簇頭負(fù)擔(dān)過重、分簇不均勻問題，在簇內(nèi)設(shè)置一個(gè)附屬簇頭以有效

4、減輕主簇頭負(fù)擔(dān)，節(jié)約一部分節(jié)點(diǎn)能量；能量有效分簇多跳路由算法主要針對(duì)LEACH 中隨機(jī)選取簇頭，未考慮節(jié)點(diǎn)能量因素，容易導(dǎo)致能量低的節(jié)點(diǎn)再次成為簇頭而負(fù)擔(dān)過重的問題，在簇頭選舉過程中引入能量比率因子，使能量值高的節(jié)點(diǎn)有更多機(jī)會(huì)成為簇頭，同時(shí)，規(guī)定簇頭根據(jù)MTE 多跳路由協(xié)議與基站通信以節(jié)約其能量，有效均衡網(wǎng)絡(luò)能耗。
　　 最后通過仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，兩種算法從不同角度出發(fā)都能有效提高網(wǎng)絡(luò)能量利用率，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，比LEACH