基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究與改進.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的數(shù)據(jù)信息采集、處理和傳輸技術(shù)，一直以來都是國內(nèi)外研究的熱點，作為其關(guān)鍵技術(shù)的路由協(xié)議也倍受人們的關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最大的特點是能量受限，因此低能耗、高能效是其路由協(xié)議設(shè)計的首要要求。本文詳細分析了典型分簇路由協(xié)議——LEACH協(xié)議，在此基礎(chǔ)上提出了固定分區(qū)多跳路由算法(Fixed Partition Multi-Hop Routing Algorithm, FPMH)和非均勻分簇路由算法(Unequal C

2、lustering Routing Algorithm,UC)兩種改進算法。
　　針對LEACH協(xié)議中簇首分布和數(shù)目具有隨機性，控制消息開銷大以及簇間通信能耗大的缺點，本文提出FPMH算法。FPMH算法引入固定分區(qū)思想，保證了簇首分布的均勻以及數(shù)目的恒定；與 LEACH協(xié)議周期性全網(wǎng)范圍內(nèi)建簇不同， FPMH算法只在滿足某些條件時在簇范圍內(nèi)對簇首進行替換，大大減少了網(wǎng)絡(luò)中的控制開銷；FPMH算法中簇首與匯聚節(jié)點間采用多跳路由方式通

3、信，大大降低了簇間通信能耗。本文采用MATLAB對FPMH算法進行仿真，并與LEACH協(xié)議仿真結(jié)果對比，驗證了其在降低網(wǎng)絡(luò)總體能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存時間，提高能量利用率方面都具有一定的優(yōu)勢。
　　FPMH算法中基于固定分區(qū)的多跳路由機制使得距離匯聚節(jié)點較近的節(jié)點負載和能耗很大，網(wǎng)絡(luò)中負載和能耗的不均衡加速了節(jié)點的死亡，縮短了網(wǎng)絡(luò)生存時間。UC算法是針對FPMH算法上述缺點提出的改進算法，UC算法中采用非均勻分簇策略將網(wǎng)絡(luò)劃分為大小不等