基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇技術(shù)研究.pdf

1、發(fā)射功率恒定的傳感器節(jié)點憑借其簡單的構(gòu)造、低廉的價格被廣泛應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究主要集中于分簇式路由協(xié)議，在這些協(xié)議中，通常假設(shè)傳感器節(jié)點的發(fā)射功率是可調(diào)的且能夠直接與基站進行通信，這就造成此類協(xié)議在基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中會導(dǎo)致“孤立簇首”的出現(xiàn)。最新的分簇算法采用中繼技術(shù)，暫時解決了孤立簇首的問題，但是由于要轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)，中繼節(jié)點會因為能量耗盡而更早死亡，最終導(dǎo)致孤島和網(wǎng)絡(luò)黑洞。

2、針對當(dāng)前主流分簇協(xié)議存在的“孤立簇首”的問題，本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可靠的分簇路由協(xié)議進行了探索性研究，提出了一種新的基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法，本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　?。?）對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本理論知識進行了深入研究。研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、主要特點以及面臨的挑戰(zhàn)，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、能量損耗模型、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)以及傳感器節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)。
　?。?）研究

3、了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，并重點研究了分簇路由算法。介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點和設(shè)計要求，并對當(dāng)今典型的無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的主要思想和執(zhí)行過程進行了認(rèn)真的分析和總結(jié)，包括平面路由和分簇路由，總結(jié)了它們的特點，分析了它們的優(yōu)缺點，并指出了它們的適用情況。
　?。?）分析了“孤立簇首”產(chǎn)生的原因，提出了一種新的基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法（DCRP）。DCRP的主要思想是以基站為中心向外擴散式分簇，新的簇首總是產(chǎn)

4、生于簇成員節(jié)點，從而保證了簇首之間的通信，避免了孤立簇首的產(chǎn)生。簇首的選擇策略綜合考慮了節(jié)點的剩余能量、深度和簇外鄰居節(jié)點個數(shù)三個因子，提高了網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡性和能量高效性并且減少了網(wǎng)絡(luò)中分簇的個數(shù)。因此，DCRP在延長了網(wǎng)絡(luò)壽命的同時也縮短了網(wǎng)絡(luò)的傳輸時延。
　?。?）通過仿真對DCRP的性能進行評價。通過在MATLAB平臺下進行仿真，驗證了DCRP算法的可行性，并通過與DEBR和EEUC算法進行對比，驗證了DCRP在能耗均衡性、