基于最優(yōu)簇首和多跳機(jī)制的高效分簇路由協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著微傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及低功耗無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。它是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的應(yīng)用前景，能應(yīng)用于國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)等諸多領(lǐng)域。路由協(xié)議是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的核心技術(shù)之一，它解決的是數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)

2、行傳輸?shù)膯?wèn)題，它的性能與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能密切相關(guān)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的能量十分有限，一旦投放使用，將很難再補(bǔ)充能量，因此如何利用有限的能量，有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存期始終是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。分簇路由協(xié)議通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效分簇和數(shù)據(jù)融合，能夠大大減少網(wǎng)絡(luò)中冗余信息的傳遞，從而有效提高網(wǎng)絡(luò)性能，因此成為目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 本文在對(duì)若干經(jīng)典分簇路由協(xié)議分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有協(xié)議存在的問(wèn)題和不足，提出了一種新的基于最優(yōu)簇首和多跳機(jī)制的高效分簇路由協(xié)議

3、，稱之為OCHM協(xié)議，詳細(xì)介紹了OCHM協(xié)議的設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)策略。新協(xié)議分兩個(gè)階段，在分簇階段，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中剩余節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)確定簇?cái)?shù)目，使其一直保持最佳狀態(tài)，并在簇首選擇時(shí)充分考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量和地理位置因素；在穩(wěn)定傳輸階段，采用改進(jìn)的簇首間多跳路由機(jī)制而不是直接發(fā)送，通過(guò)距離和能量限制條件在所有簇首間挑選合理的中繼轉(zhuǎn)發(fā)簇首，并在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中再次進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。這樣，通過(guò)最優(yōu)簇首選擇和改進(jìn)的多跳路由機(jī)制，有效的均衡節(jié)點(diǎn)能耗，降低通信代價(jià)，從而