無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)避免能量空洞路由算法研究.pdf

1、如何解決能量空洞現(xiàn)象，并延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期已經(jīng)成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)中的主要問(wèn)題之一。網(wǎng)絡(luò)中如果產(chǎn)生了能量空洞，會(huì)造成空洞周?chē)墓?jié)點(diǎn)不但需要轉(zhuǎn)發(fā)自身的數(shù)據(jù)，還要傳輸失效節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，這樣會(huì)造成出現(xiàn)大量失效傳感器，造成網(wǎng)絡(luò)中的空洞范圍變大，導(dǎo)致很快失去工作能力，它影響著整個(gè)傳感器的工作時(shí)間、傳輸能力和能量使用率情況。所以探求一種避免能量空洞的有效路由協(xié)議來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)工作效率和工作時(shí)間，具

2、有重要的研究意義。
　　目前，通過(guò)使用層次路由算法是改善整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)能耗的有效方法，本文針對(duì)分簇算法在簇頭選取和成簇過(guò)程中的缺陷，提出了一種有效避免能量空洞的路由協(xié)議。其研究?jī)?nèi)容包括最優(yōu)簇頭的選取，非均勻成簇優(yōu)化方法，以及避免空洞效應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸方法。①最優(yōu)簇頭的選?。耗壳艾F(xiàn)有的簇頭選取方法迭代次數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致能耗問(wèn)題較大，本文提出的簇頭選舉方法是直接比較包括剩余能量和節(jié)點(diǎn)到基站距離等影響因子，比目前現(xiàn)有的迭代簇頭選舉方法更直接更有

3、效，減少了迭代過(guò)程的次數(shù)，達(dá)到了延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的目的，能夠有效避免能量空洞現(xiàn)象。②非均勻成簇優(yōu)化方法：原始的非均勻分簇算法中，沒(méi)有對(duì)簇半徑的合理性過(guò)多的考慮，本文提出了更加完善的簇半徑公式，能夠有效的降低能量空洞現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間。③避免空洞效應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸方法：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)從中期到后期，隨著死亡節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加，會(huì)出現(xiàn)成片的死亡節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生漏斗效應(yīng)，形成能量空洞現(xiàn)象，為了避免和緩解出現(xiàn)死亡節(jié)點(diǎn)成片這一現(xiàn)象，提出了一系列數(shù)據(jù)傳輸策略與本文的 UC

4、S（Uneven Clustering Strategy）算法相結(jié)合，得到了UCDTS算法（Uneven Clustering and Data Transmission Strategy）解決能量空洞效應(yīng)。運(yùn)用死亡節(jié)點(diǎn)離散度這一指標(biāo)反映能量空洞效應(yīng)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的影響程度，并提出了判別死亡節(jié)點(diǎn)離散度好壞的方法。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，本文提出的方法在網(wǎng)絡(luò)工作時(shí)間，節(jié)點(diǎn)存活數(shù)量、數(shù)據(jù)包發(fā)送數(shù)量，以及總能耗等方面都有進(jìn)步。將本算法