分簇無線傳感網(wǎng)能量空洞避免策略研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是當前國際上備受關注的、多學科交叉的熱門研究領域，作為一種全新的信息獲取、處理和傳輸技術，無線傳感器網(wǎng)絡的主要功能是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡監(jiān)測區(qū)域的信息，并將信息發(fā)送給觀察者。隨著計算機技術、無線通信、微系統(tǒng)技術和集成電路的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡的應用越來越廣泛。無線傳感器網(wǎng)絡資源嚴格受限的特點，使得設計能量高效的路由協(xié)議成為無線傳感器網(wǎng)絡當前面臨的主要挑戰(zhàn)之一。
　　首先對無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念和幾種經(jīng)典的

2、分簇路由協(xié)議作了詳細介紹，討論了各自的優(yōu)缺點。接著對分簇無線傳感器網(wǎng)絡中的能量空洞問題進行了較為深入的研究，該問題的主要表現(xiàn)是靠近Sink的節(jié)點因為轉發(fā)大量的數(shù)據(jù)，過早的耗盡能量，導致網(wǎng)絡分割。為了解決能量空洞問題，提出了兩種新穎的路由協(xié)議，一種是基于優(yōu)化簇半徑的無線傳感器網(wǎng)絡非均勻分簇路由協(xié)議（Uneven Clustering based on the Optimal cluster Radius，UCOR），另一種是基于非均勻中繼

3、節(jié)點選取的能量均衡路由協(xié)議（Energy Balance Routing in WSN with Nonuniform Relay Node Selection,EBR）。
　　UCOR協(xié)議的基本策略是采取非均勻成簇機制在網(wǎng)絡中生成不等規(guī)模的簇，使靠近Sink區(qū)域的簇規(guī)模小于遠離Sink節(jié)點的簇規(guī)模，從而減少靠近Sink的簇頭處理簇內(nèi)數(shù)據(jù)的能耗，以便為簇間的轉發(fā)儲備能量。相比其他非均勻分簇路由協(xié)議，UCOR協(xié)議通過優(yōu)化的候選簇頭競

4、爭半徑公式在網(wǎng)絡中生成規(guī)模大小不等的簇，該公式引入了最優(yōu)簇半徑及相關參數(shù)以控制簇的非均勻程度。仿真實驗結果表明，與其他的路由協(xié)議相比，UCOR協(xié)議均衡了節(jié)點能耗，避免了能量空洞，顯著地延長了網(wǎng)絡生命。
　　EBR協(xié)議將網(wǎng)絡內(nèi)的節(jié)點分為監(jiān)測節(jié)點和中繼節(jié)點兩類，并參考最優(yōu)簇半徑對網(wǎng)絡進行合理分層，在所需監(jiān)測節(jié)點數(shù)目已知且均勻分布的情況下，通過理論推導得到各層為達到節(jié)點能耗均衡所需的中繼節(jié)點數(shù)目，從而得到各層所需的總節(jié)點數(shù)，并依層均勻部