基于權值的無線傳感器網絡分簇路由改進算法研究.pdf

1、近年來隨著傳感器和無線通信技術的發(fā)展，無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks,WSNs)技術也迅猛發(fā)展，可以把大量低成本的傳感器節(jié)點分布在廣闊的區(qū)域來監(jiān)測感興趣的環(huán)境。由于傳感器節(jié)點能量有限，網絡部署區(qū)域環(huán)境復雜，所以如何最大化網絡生命周期是傳感器網絡面臨的首要挑戰(zhàn)。另外，在無線通信中，無線通信模塊的能量主要消耗在數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收上。因此，如何設計網絡路由機制以滿足傳感器網絡的通信需求是傳感器網絡中的關鍵技術

2、。
　　本文對無線傳感器網絡中能量有效的分簇路由算法進行了探索性研究，對基于權值的分簇路由協(xié)議提出了改進算法。本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　　1．分析影響WSNs壽命的主要因素。路由機制是影響WSNs壽命的主要因素。直接將數(shù)據(jù)傳給基站的單跳路由機制使離基站較遠的節(jié)點消耗很多能量。
　　2．對分簇路由應解決的主要問題——能量有效性進行討論。分簇路由將WSNs分成若干簇，每個簇選舉出一個簇頭，簇頭將收到的數(shù)據(jù)進行

3、數(shù)據(jù)融合后再傳給基站。因此，在通信中，簇頭的能耗率勢必比其它節(jié)點的快，為了使網絡的能耗平均地分攤給網絡中的每個節(jié)點，簇頭的選舉算法是關鍵。
　　3．根據(jù)基于權值的分簇路由協(xié)議（Weight-based Clustering Protocol，WBCP）提出了其改進算法(Weight-based Clustering Improved Algorithm，WCIA)。WBCP在選取簇頭時只考慮了節(jié)點的剩余能量和與鄰居節(jié)點的平均距離，

4、WCIA在此基礎上增加了另外三種因素——節(jié)點的鄰居節(jié)點數(shù)、擔任過簇頭的次數(shù)和能耗率，每個因素給設置了一個權系數(shù)。另外，WBCP是人為確定權系數(shù)的，缺乏合理性，WCIA引入了層次分析法，用數(shù)學方法來確定權系數(shù)，選出的權系數(shù)更真實地反映出了它們對簇頭選取影響中所占的比重。
　　本文最后在 Matlab上對算法進行了仿真模擬。仿真結果表明，在低吞吐量時，較WBCP、LEACH與LEACH－C，WCIA可使網絡壽命分別延長4％、13%和1