不同無線傳感網(wǎng)絡環(huán)境下的分簇路由算法研究.pdf

1、傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡一般由電池供電且電池不易更換，這就使得節(jié)省能量，提高能量使用效率成為傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡研究的一個重要目標。傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡路由設計一般都以網(wǎng)絡的生存時間作為衡量其好壞的主要指標。同時，近年來能量采集技術的發(fā)展使得無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點能夠通過外部環(huán)境獲取能量，這大大緩解了無線傳感器網(wǎng)絡能量受限的問題，然而能量采集導致的傳感器網(wǎng)絡環(huán)境的變化也使得傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境下的路由不能很好的適用于能量采集型無線傳感器網(wǎng)絡，

2、因此設計能夠適用于能量采集型無線傳感器網(wǎng)絡的路由是很有必要的。
　　本文首先闡述了無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)組成、特點、路由協(xié)議以及各領域的應用。然后，在著重研究無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由協(xié)議的基礎上，分別提出了適合傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡的基于地理位置的高能效分簇路由算法和適合能量采集型無線傳感器網(wǎng)絡的概率式能量均衡的分簇路由算法。
　　基于地理位置的高能效分簇路由算法即 EE-EBGR（energy efficient, energy-

3、balanced geographic clustering routing algorithm），該算法首先根據(jù)節(jié)點的地理位置進行非均勻分簇，有效的均衡了不同節(jié)點的能耗，然后基于第一序列無線電通信模型分析了節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖铋L單跳傳輸距離，簇首根據(jù)最長單跳傳輸距離和所在簇的標識選擇適當?shù)南乱惶?jié)點，提高了網(wǎng)絡的能量效率。
　　概率式能量均衡的分簇路由算法即EH-EBPR（clustering routing algorithm o

4、f probabilistic and energy balanced for energy harvesting wireless sensor network）。該算法中在選簇和TDMA時隙分配過程中綜合考慮節(jié)點的能量采集采集速率，在簇間通信過程中 EH-EBPR算法概率式的將單跳與多跳方式相結合，使得網(wǎng)絡中各個節(jié)點的能量消耗比較均勻。
　　Matlab仿真表明，基于各自的應用環(huán)境下，兩種算法均都能夠在均衡網(wǎng)絡能耗的同時提高能