同構無線傳感器網絡路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡是由大量傳感器節(jié)點組成的一種無線自組織網絡。通過部署在監(jiān)測區(qū)域，實現(xiàn)對該目標區(qū)域的實時數(shù)據監(jiān)測和傳輸。因其廣闊的應用前景，受到了人們越來越多的關注。由于傳感器節(jié)點主要靠電池供電，能量有限，因此降低網絡能耗，延長網絡的生命周期成為無線傳感器網絡研究的熱點問題。由于無線傳感器網絡的能量消耗主要在數(shù)據的無線傳輸上，所以對涉及無線傳輸?shù)穆酚伤惴ǖ脑O計成為降低網絡能耗的關鍵。
　　 本文對無線傳感器網絡的研究領域、特點及體系

2、結構做了分析，然后分析比較了各種典型無線傳感器網絡路由算法，尤其對無線傳感器網絡分簇路由算法做了著重的分析與研究。在此基礎上，針對能量同構的無線傳感器網絡中分簇路由協(xié)議在簇首分布及節(jié)點能耗不均問題，及其對網絡生命周期的影響，研究了一種節(jié)點能量負載均衡的分組成簇算法LBGC和基于能量的分布式分組成簇算法DGCA。主要工作如下:
　　 (1)針對無線傳感器網絡中分簇路由協(xié)議在簇首個數(shù)隨機，簇首分布不均，及節(jié)點能耗不均衡的問題，研究一

3、種能量負載均衡的分組成簇算法LBGC。根據節(jié)點能量分組，由組成簇，可以保證簇首的個數(shù)及簇首分布較均勻。并隨著節(jié)點能量的減少動態(tài)調整分組個數(shù)，減小成簇規(guī)模，減少簇首能量消耗。組內根據能量重心進行簇首選擇，減少簇內能耗。并且利用簇首輪轉和簇間多跳路由進一步均衡節(jié)點能耗。通過對成簇規(guī)模，網絡的節(jié)點能耗及網絡穩(wěn)定期的仿真比較，驗證了LBGC算法可以使簇首分布均勻，延長網絡的穩(wěn)定期，均衡節(jié)點能量負載，減小不穩(wěn)定期。
　　 (2)研究一種基

4、于能量的分布式分組成簇算法DGCA，節(jié)點首先基于自身的剩余能量，隨機的產生候選組首。候選組首通過距離競爭的方式，確定自己是否成為最終的組首，從而通過分布式的方式完成分組過程。組內選擇簇首時，綜合考慮節(jié)點的剩余能量與通信代價，減少簇內能耗。簇間采用多跳路由的方式減少簇首能耗。通過對簇規(guī)模方差、節(jié)點能耗方差，網絡穩(wěn)定期的比較，驗證了DGCA算法可以有效控制成簇的規(guī)模，均衡節(jié)點能耗，延長網絡的穩(wěn)定期。
　　 綜上所述，本文針對分簇路由