基于分簇結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與仿真.pdf

1、作為一種新的信息獲取方式，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks,簡(jiǎn)稱WSNs）已成為通信領(lǐng)域備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的無基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，通過無線通信方式把信息傳送到基站。它不需要固定的網(wǎng)絡(luò)支持，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)

2、議已經(jīng)不再適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，必須設(shè)計(jì)新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。目前，適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議較多，對(duì)典型的分簇路由協(xié)議LEACH的研究也是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。 本文首先概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念，特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)，其次介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中典型的路由協(xié)議，然后著重對(duì)LEACH協(xié)議的原理和運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行了說明，分析了該協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行了改進(jìn)。 結(jié)合LEACH協(xié)議在簇頭選擇和單跳通信方面的缺

3、陷，本文提出了改進(jìn)思路：以基站為中心建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布于基站附近的矩形區(qū)域。首先將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干扇形區(qū)域，根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)選取部分節(jié)點(diǎn)作為簇頭的候選節(jié)點(diǎn)，根據(jù)不同的競(jìng)爭(zhēng)半徑選出最終的簇頭，然后根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度建立大小非均勻的簇。簇頭選舉采取分布式算法。改進(jìn)思路在NS2仿真軟件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：改進(jìn)后的協(xié)議比LEACH有了明顯的改善，更加適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。 本文共分為7章，各章內(nèi)容可歸納如下： 第1章引入了

4、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，應(yīng)用前景及關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)介紹了本課題的來源及研究意義，最后論述了本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)。 第2章介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型路由協(xié)議。 第3章論述了LEACH路由協(xié)議運(yùn)行機(jī)制和該協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。 第4章介紹了網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2。 第5章對(duì)幾種典型的路由協(xié)議進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并且分析比較了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 第6章基于LEACH的缺陷，提出了一種基于層次的多跳非均勻分