基于恒定節(jié)點(diǎn)功率的無(wú)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(diǎn)憑借其簡(jiǎn)單的構(gòu)造、低廉的價(jià)格被廣泛應(yīng)用在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。目前，無(wú)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(diǎn)的發(fā)射功率是可調(diào)的且能夠直接與基站進(jìn)行通信，這就造成此類協(xié)議在基于恒定節(jié)點(diǎn)功率的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中會(huì)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(shí)解決了孤立簇首的問(wèn)題，但是由于要轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)，中繼節(jié)點(diǎn)會(huì)因?yàn)槟芰亢谋M而更早死亡，最終導(dǎo)致孤島和網(wǎng)絡(luò)黑洞。

2、針對(duì)當(dāng)前主流分簇協(xié)議存在的“孤立簇首”的問(wèn)題，本文對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可靠的分簇路由協(xié)議進(jìn)行了探索性研究，提出了一種新的基于恒定節(jié)點(diǎn)功率的無(wú)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(gè)方面：
　?。?）對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本理論知識(shí)進(jìn)行了深入研究。研究了無(wú)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(diǎn)以及面臨的挑戰(zhàn)，介紹了無(wú)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(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)。
　?。?）研究

3、了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，并重點(diǎn)研究了分簇路由算法。介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，并對(duì)當(dāng)今典型的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的主要思想和執(zhí)行過(guò)程進(jìn)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(diǎn)，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，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(diǎn)功率的無(wú)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(kuò)散式分簇，新的簇首總是產(chǎn)

4、生于簇成員節(jié)點(diǎn)，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(diǎn)的剩余能量、深度和簇外鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)三個(gè)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(gè)數(shù)。因此，DCRP在延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命的同時(shí)也縮短了網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延。
　　（4）通過(guò)仿真對(duì)DCRP的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)在MATLAB平臺(tái)下進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了DCRP算法的可行性，并通過(guò)與DEBR和EEUC算法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了DCRP在能耗均衡性、