無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成簇算法及路由協(xié)議研究.pdf

1、本文在大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課題背景下，著眼提高傳感器節(jié)點的能效性。在分析傳統(tǒng)的分簇路由協(xié)議基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于均衡節(jié)點能量消耗的成簇算法BCR，基于簇內(nèi)多跳的分簇路由協(xié)議CMHR協(xié)議和適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分簇路由協(xié)議Ad-CMHR協(xié)議。
　　在BCR成簇算法中，處于多個簇頭廣播交疊區(qū)域中的節(jié)點，在加入分簇時，將不再以到簇頭的距離作為唯一參考指標(biāo)，而是綜合考慮簇頭能耗、簇頭到sink的距離等因素。BCR算法可以很好地均衡節(jié)點能量消耗，

2、仿真結(jié)果也驗證了BCR算法的有效性。
　　簇內(nèi)多跳傳輸路由協(xié)議CMHR改變了傳統(tǒng)分簇路由協(xié)議中簇內(nèi)單跳傳輸?shù)姆绞?。在概述CMHR協(xié)議的設(shè)計思路之后，本文通過理論建模分析了在保證網(wǎng)絡(luò)連通性的前提下，節(jié)點的最小通信半徑及簇內(nèi)多跳傳輸下的最優(yōu)簇頭節(jié)點比例；接著詳細(xì)設(shè)計了CMHR協(xié)議，特別是簇內(nèi)多跳傳輸方式和簇內(nèi)時隙分配機制；同時分析了簇內(nèi)單跳與多跳傳輸性能、節(jié)點覆蓋問題、最優(yōu)簇頭節(jié)點比例與傳輸跳數(shù)的關(guān)系。通過對CMHR協(xié)議進行仿真分析，

3、本文驗證了CMHR協(xié)議可以改善網(wǎng)絡(luò)性能、有效地延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
　　為了適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，本文在CMHR協(xié)議基礎(chǔ)上，提出了一種改進的分簇路由協(xié)議Ad-CMHR，改進之處有：1）初始化簇頭選取時體現(xiàn)出均勻分簇的思想；2）簇頭輪換考慮節(jié)點的剩余能量；3）利用鄰接簇頭節(jié)點信息表，簇頭不用交互任何報文就可以建立起簇間路由；4）改進簇內(nèi)時隙統(tǒng)計與分配算法，避免節(jié)點因空閑等待而耗費能量，而多個節(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)也可以有效地縮短簇內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸