無線傳感器網絡的研究——分簇路由算法設計與改進.pdf

1、無線傳感器網絡是一個多跳的、動態(tài)的自組織網絡，網絡中的傳感器節(jié)點體積小，能量、帶寬、內存等資源有限，使得傳統(tǒng)的路由協議很難適用。而降低能耗、延長網絡生存期就成為了無線傳感器網絡路由設計的關鍵。已有研究表明分簇路由算法作為無線傳感器網絡路由協議的一個重要種類，在均衡網絡節(jié)點的能耗負載、延長網絡生存期方面表現良好，同時這類路由協議能夠很好地適用于大規(guī)模的無線傳感器網絡環(huán)境，具有良好可擴展性。
　　 本文首先對分簇算法的基本理論進行研

2、究。在總結目前提出的一些分簇算法優(yōu)缺點的基礎上，針對傳感器網絡中能量異構，成簇過程中的簇頭選舉和通信控制開銷，以及運行過程中出現的“熱點問題”，提出了一種基于能量分布的異構傳感器網絡分簇算法 EDBCA(Energy Distribution Based Clustering Algorithm for Heterogeneous Wireless Sensor Networks)。該算法采用基于節(jié)點剩余能量分布狀況的簇頭競爭參數，同時

3、引入節(jié)點定時器，在成簇過程中只需發(fā)送少量的控制信息，能夠有效降低成簇過程的通信能耗并實現簇頭的均勻分布。在簇問路由時，針對無線傳感器網絡集中式數據收集、多跳傳輸模型和“多對一”通信的特征，采用基于轉發(fā)權值的多跳路由機制，有效地避免了能量空洞問題的發(fā)生，延長了網絡的生存時間。此外在文中對提出的算法步驟與依據分別從理論和實驗兩方面進行了一定分析和說明。
　　 無線傳感器網絡中，若數據的傳輸沿單一路徑進行，則容易造成路徑上低能量的瓶頸

4、節(jié)點快速耗竭，進而引起網絡割裂成幾個孤立部分，無法正常工作。針對這一問題，本文設計了另一種基于分簇的異構傳感器網絡多徑路由算法CBMPR(Clustering Based Multi-Path Routing algorithm for hetero Wireless Sensor Networks)。該算法基于分簇與多徑路由思想，在成簇時綜合考慮簇內通信能耗以及節(jié)點剩余能量與區(qū)域能量均值的差異，較好地均衡了簇間能耗。在路由發(fā)現過程中，