基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成并以多跳自組織方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，各傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)協(xié)作方式感知、采集、處理和傳輸監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息，并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、醫(yī)療等方面得到廣泛應(yīng)用。但由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大、能量有限、通信帶寬小，因此，如何保障信息安全可靠傳輸并延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)。而高效的路由協(xié)議不僅能夠?qū)ふ覂?yōu)化的路徑，提高節(jié)點(diǎn)能量利用率，而且能均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，延長(zhǎng)

2、網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　　本文以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為背景，在分析分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的基于非均勻分簇的路由協(xié)議IUCRP（Improved Unequal Clusterint Routing Protocol），降低了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗、均衡了網(wǎng)絡(luò)能耗、避免了單路徑問(wèn)題、提高了鏈路利用率，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期。首先，針對(duì)EEUC（Energy-Efficient U

3、neven Clustering）協(xié)議在分簇過(guò)程中未考慮剩余能量、節(jié)點(diǎn)密度因素而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)能耗不均、網(wǎng)絡(luò)生命周期縮短的問(wèn)題，對(duì)EEUC協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)并設(shè)計(jì)了IUCRP協(xié)議，該協(xié)議采用了一種改進(jìn)的非均勻分簇算法，通過(guò)與Sink節(jié)點(diǎn)的距離、剩余能量和周?chē)?jié)點(diǎn)密度的綜合權(quán)值確定簇首節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)半徑、進(jìn)行非均勻分簇，以使距離Sink節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)能節(jié)省能量用于簇間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)使剩余能量較小的、周?chē)?jié)點(diǎn)較密集的簇規(guī)模較小以減小簇首的簇內(nèi)能量消耗，從而

4、達(dá)到降低節(jié)點(diǎn)能耗、均衡網(wǎng)絡(luò)能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的。其次，針對(duì)現(xiàn)有簇間路由算法簇首間單跳距離太長(zhǎng)，造成遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)能耗過(guò)大的問(wèn)題，本文分別設(shè)計(jì)了簇內(nèi)和簇間通信策略及簇的更新機(jī)制，簇間利用中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，以避免長(zhǎng)距離通信能耗過(guò)大，有效降低能耗，同時(shí)，在選擇下一跳節(jié)點(diǎn)時(shí)，綜合考慮距離、剩余能量、鏈路代價(jià)及鏈路質(zhì)量因素，避免單個(gè)節(jié)點(diǎn)耗能較大并有效提高了鏈路利用率、減小了丟包率，從而達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。最后，利用OPNET仿真工具對(duì)上述