無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于梯度的有網(wǎng)關(guān)分簇拓?fù)淇刂蒲芯?pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）是由大量隨機(jī)分布的集成有傳感器單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點(diǎn)，通過(guò)自組織的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
　　 鑒于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，其路由協(xié)議的設(shè)計(jì)與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議不同，尤其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在一次性播撒的情況下，節(jié)點(diǎn)能量是不可再生的，因此，提高平衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計(jì)目標(biāo)。目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)核心的路由協(xié)議是分簇路

2、由協(xié)議，而作為分簇路由協(xié)議的基礎(chǔ)-多級(jí)簇樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于其能耗小，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)已成為近年來(lái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 本文介紹一種基于梯度的分簇拓?fù)淇刂扑惴‥TBG(energy-awaretopologycontrolprotocolbasedongradient)，該算法通過(guò)基站將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)半圓形的梯度場(chǎng)，節(jié)點(diǎn)間根據(jù)權(quán)值大小及梯度等級(jí)組成簇樹(shù)，此算法時(shí)延較小，但是所用權(quán)值單一，未考慮距離在節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的耗能情

3、況，部分簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間相距過(guò)遠(yuǎn)，造成通信耗能過(guò)大。
　　 針對(duì)ETBG算法存在的問(wèn)題，本文提出一種基于梯度的有網(wǎng)關(guān)多級(jí)簇樹(shù)算法，在節(jié)點(diǎn)分簇時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)節(jié)因子在剩余能量和距離之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，在成簇的過(guò)程中，采用綜合權(quán)值大的節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)。同時(shí)利用負(fù)載均衡的思想調(diào)節(jié)各個(gè)簇頭的簇成員數(shù)目，使各個(gè)簇頭的簇成員數(shù)目更加均衡，耗能更加平均。最后在簇頭之間加入網(wǎng)關(guān)根據(jù)梯度等級(jí)建立簇樹(shù)，能解決ETBG算法在簇頭距離過(guò)遠(yuǎn)情況下直接通信耗能過(guò)高的弊端