異構無線傳感器網(wǎng)絡中分簇路由算法的研究.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡作為一種以采集數(shù)據(jù)的技術手段，無論在軍事領域還是民用領域都受到了越來越多關注。無線傳感器網(wǎng)絡由大量集成有傳感、數(shù)據(jù)處理單元和無線通信模塊的微小節(jié)點組成，通過自組織方式構成網(wǎng)絡，可以將所在周邊環(huán)境信息通過網(wǎng)絡傳感及時有效地傳輸?shù)叫畔⒔邮斩?，以提高傳感器監(jiān)測面積和性能，可以被廣泛地應用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災等領域。
　　然而，由于傳感器節(jié)點主要依靠電池供

2、給能量，對其進行能量補充比較困難，網(wǎng)絡生存周期就成為了無線傳感器網(wǎng)絡的關鍵性能指標之一。在目前的研究中，分簇路由算法被認為是進行高效能量管理，延長網(wǎng)絡生存周期的最有效途徑之一。本文針對異構無線傳感器網(wǎng)絡的特點，對分簇路由算法進行研究，從分簇算法的角度進行探討，主要在以下四個方面做出了有益的嘗試：
　　第一，論述了傳感器網(wǎng)絡區(qū)別于其它無線網(wǎng)絡（如Ad-Hoc）的一些特點，從跨層設計的角度出發(fā)對現(xiàn)有的分簇算法，包括平面路由算法和分簇路

3、由算法進行了分析，綜述了它們的優(yōu)點以及性能上的一些不足，為設計新的分簇路由算法奠定基礎。
　　第二，分析了不同數(shù)據(jù)融合度下分簇方式的能量消耗情況，并與直接通信方式的能量消耗進行了對比。通過分析對比，指出了數(shù)據(jù)融合對分簇路由的重要性，得出了不同數(shù)據(jù)融合度下分簇路由在能量管理上的優(yōu)化程度。
　　第三，由于當前針對分簇路由算法的研究主要集中在同構網(wǎng)絡中，且在簇首選取概率的設計上均是啟發(fā)式的經(jīng)驗表達，并沒有一個優(yōu)化的理論計算過程。針

4、對這樣一些不足，本文結合異構無線傳感器網(wǎng)絡的特點，對優(yōu)化的簇首選取概率進行理論推導計算，以此為基礎提出了一種新的分簇路由算法，提高了異構網(wǎng)絡環(huán)境下的分簇路由算法性能。
　　第四，網(wǎng)絡覆蓋問題是設計無線傳感器網(wǎng)絡需要解決的最基本的問題之一，當前的路由算法均沒有針對覆蓋保持來展開研究。本文作者將覆蓋保持的思想引入到分簇路由算法中，以此為基礎提高異構網(wǎng)絡環(huán)境下的分簇路由算法性能。該算法盡力將能量消耗按照覆蓋率保持的重要性分攤在各個傳感器