WSN中分簇路由協(xié)議與拓撲控制技術研究.pdf

1、無線傳感器網絡是集無線通信技術、傳感器技術、網絡技術、嵌入式應用技術和分布式信息處理技術于一體的新興技術應用，已成為當前國際上備受關注、涉及多學科領域交叉、技術高度集成的前沿熱點研究領域。無線傳感器網絡能夠協(xié)作地監(jiān)測、感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域內的客觀世界的物理信息，經由自組織無線通信網絡，以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。無線傳感器網絡能夠改變人類與自然界的交互方式，人們可以通過傳感器網絡感知客觀世界，從而極大地擴展了現(xiàn)有網

2、絡的功能和人類認識世界的能力。
　　 無線傳感器網絡具有廣闊的應用前景，軍事科研、醫(yī)療健康、農林牧漁、環(huán)境監(jiān)測和空間探索等眾多領域都是傳感器網絡的用武之地。然而傳感器網絡能量有限，由于環(huán)境等眾多因素的限制，不能像傳統(tǒng)無線網絡那樣對其進行能量補充，因此節(jié)約能量是傳感器網絡路由協(xié)議和拓撲控制設計的首要目標。
　　 本文針對無線傳感器網絡能源受限的問題，分析和研究了現(xiàn)有典型的路由協(xié)議與拓撲控制機制，針對現(xiàn)有路由協(xié)議和拓撲控制算

3、法存在的不足進行改進。
　　 LEACH 是一種有效的分簇算法，在均衡網絡能耗，延長網絡壽命方面明顯優(yōu)于一般的平面多跳路由協(xié)議和靜態(tài)聚類算法，但LEACH 算法存在分簇不均勻，簇頭負擔過重以及能量利用率低等問題。在對LEACH 算法進行深入分析的基礎上，分別提出了一種附屬簇頭算法（SCHA）和能量有效分簇多跳路由算法（EECMRA），其中附屬簇頭算法主要針對LEACH 中簇頭負擔過重、分簇不均勻問題，在簇內設置一個附屬簇頭以有效

4、減輕主簇頭負擔，節(jié)約一部分節(jié)點能量；能量有效分簇多跳路由算法主要針對LEACH 中隨機選取簇頭，未考慮節(jié)點能量因素，容易導致能量低的節(jié)點再次成為簇頭而負擔過重的問題，在簇頭選舉過程中引入能量比率因子，使能量值高的節(jié)點有更多機會成為簇頭，同時，規(guī)定簇頭根據MTE 多跳路由協(xié)議與基站通信以節(jié)約其能量，有效均衡網絡能耗。
　　 最后通過仿真實驗，結果表明，兩種算法從不同角度出發(fā)都能有效提高網絡能量利用率，延長網絡生命周期，比LEACH