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文檔簡介
1、隨著通信技術的迭代更新和嵌入式技術的極速發(fā)展,微型傳感器開始大量的出現。無線傳感器網絡(WSN)由大量的傳感器節(jié)點構成,節(jié)點通過互相合作在監(jiān)測區(qū)域內采集用戶所需要的有效數據信息。WSN廣泛應用于民事領域和軍事領域,改變了人們在生活和工作方面與物理世界的交互方式。但傳感器節(jié)點計算能力、能量供應及存儲信息能力有限,一定程度上限制了WSN的發(fā)展。為了實現傳感器網絡現有或者潛在的應用,能量高效的路由協議必不可少。傳感器網絡路由協議的設計中應當考
2、慮多種因素對協議的影響。鑒于此,論文圍繞如何減少能耗和延長網絡壽命這一問題對WSN中路由協議進行了探索與研究,論文所做的主要工作如下:
(1)概述了WSN的研究背景以及研究現狀,介紹了WSN的基礎知識、節(jié)點的組成以及WSN的體系結構,總結了WSN的主要特點及其應用前景。
?。?)介紹了無線傳感器網絡中的通信協議棧,總結了設計WSN路由協議時的影響因素,并分類介紹了WSN中經典的路由協議。
?。?)從優(yōu)化簇頭選舉
3、的角度出發(fā),考慮到“熱區(qū)”和節(jié)點剩余能量,提出了一種基于非均勻分簇路由算法的簇頭優(yōu)化算法(LEACH-TOCH算法)。LEACH-TOCH算法首先根據網絡壽命模型和網絡能耗模型推導動態(tài)變化的最優(yōu)簇頭數目,引入網絡收斂率,優(yōu)化了LEACH協議中的閾值T(n)的計算方法。非“熱區(qū)”內的節(jié)點根據改進后的閾值選舉簇頭,簇頭選舉結束后其余節(jié)點根據收到信號的強度加入到距其最近的簇頭中;“熱區(qū)”內選舉傳送節(jié)點,有效的解決了“熱區(qū)”內負載不均衡的問題。
4、最后在數據傳輸階段,LEACH-TOCH算法采用改進的簇內單跳,簇間多跳的通信方式傳輸數據。仿真結果表明,LEACH-TOCH算法有效的降低了能量的消耗,提高了網絡的生存時間。
?。?)基于能量高效的思想,在高密度的網絡中提出能量高效的非均勻分簇路由算法(HEEUC算法)。HEEUC算法首先判定冗余節(jié)點,休眠部分能量低的節(jié)點??紤]到分簇最佳半徑,算法改進了EEUC算法中競選半徑的規(guī)則,解決了“熱區(qū)”的問題。選舉簇頭,節(jié)點入簇之后
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