無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效性成簇路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，具有許多傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、災(zāi)難救助等環(huán)境中，已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)普遍能量受限，因而設(shè)計(jì)能量有效的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 本文首先概述了影響傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)的因素，指出了傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了幾種主流的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，并選擇典型的低能量自適應(yīng)聚類路由協(xié)議(LEA

2、CH)進(jìn)行深入分析，著重描述了實(shí)現(xiàn)LEACH協(xié)議的關(guān)鍵算法，分析該協(xié)議存在的優(yōu)勢(shì)與不足，并給出一些修改建議。同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET下搭建了一個(gè)具有良好通用性和可擴(kuò)展性的LEACH協(xié)議仿真平臺(tái)。 基于對(duì)LEACH協(xié)議的研究，本文提出了一種新的成簇路由算法--半徑自適應(yīng)成簇多跳路由算法(RACMH)。它將半徑自適應(yīng)成簇技術(shù)與多跳通信方式相結(jié)合，節(jié)點(diǎn)根據(jù)本地信息獨(dú)立地決定成為簇頭節(jié)點(diǎn)或成員節(jié)點(diǎn)，簇類覆蓋的區(qū)域限制在一定半徑范圍內(nèi)

3、，所有簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)權(quán)重消息組織成一棵路由樹，采用多跳通信方式向基站傳輸數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明：1)RACMH算法最終形成的簇頭數(shù)目與初始簇頭數(shù)目無關(guān)；2)隨著簇半徑R的增大，RACMH算法最終形成的簇頭數(shù)目減少；3)與LEACH算法比較，RACMH的FND、HND和LND分別提高43.8％、100.5％和70.4％，這表明RACMH算法比LEACH更能夠減少能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；4)當(dāng)基站距離增加時(shí)，RACMH的網(wǎng)絡(luò)生命