層簇式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議及其密鑰管理方案研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，簡稱WSN)是一種綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式處理技術(shù)和無線通信技術(shù)的新一代網(wǎng)絡(luò)，有著廣泛的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，分為平面式網(wǎng)絡(luò)和層簇式網(wǎng)絡(luò)兩種，其中層簇式網(wǎng)絡(luò)可以有效地平衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期，具有廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。 本文在介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)以動(dòng)態(tài)分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為研究對(duì)象

2、，研究其路由協(xié)議和密鑰管理方案兩個(gè)方面的內(nèi)容。 一般而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)式是一種分布式網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立運(yùn)行，所以現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇路由協(xié)議，如LEACH等，都采用隨機(jī)競爭進(jìn)行簇頭選擇，這種方式實(shí)現(xiàn)簡單，但容易造成簇頭分布不均，部分區(qū)域簇頭冗余，其他區(qū)域簇頭不足，不但使簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)和簇頭之間通信代價(jià)增大，冗余簇頭和基站之間的通信更是帶來巨大的無謂能量消耗。針對(duì)這個(gè)問題，研究者通過修改隨機(jī)算法已經(jīng)提出了一些改進(jìn)的協(xié)議，如LEA

3、CH-C，LEACH-F等，但這些改進(jìn)算法都需要基站節(jié)點(diǎn)參與，不但增加了通信代價(jià)，而且實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度高，并不實(shí)用。本文提出了一種新的改進(jìn)策略，能夠使簇頭分布更加均勻，相互之間的距離保持一個(gè)較優(yōu)值。利用NS2進(jìn)行仿真后表明，新的策略使用在LEACH協(xié)議中時(shí)，可以使網(wǎng)絡(luò)生命周期提高一倍。 對(duì)于密鑰管理方案，目前的研究工作尚滯后于路由協(xié)議，現(xiàn)有的方案多是針對(duì)平面式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提出的，或是僅適合固首層簇式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，如低能耗密鑰管理