無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中混合型拓?fù)淇刂扑惴ǖ难芯?pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新興網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點具備感應(yīng)能力、信息處理能力和無線通信能力。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、環(huán)境、醫(yī)療、家庭和其它的商用領(lǐng)域有著很高的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景，是目前學(xué)術(shù)界研究的熱點問題之一。在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主要目標(biāo)是提供高服務(wù)質(zhì)量和公平高效的利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中由于傳感器節(jié)點自身能量和通信能力高度受限的特點，其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的首要目標(biāo)是提高節(jié)點的能量有效性和網(wǎng)絡(luò)的生命周期，這就給網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。

2、 拓?fù)淇刂剖菬o線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重點方向之一。良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)，有利于節(jié)省網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量消耗，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。層次型拓?fù)淇刂扑惴ㄓ址Q為分簇算法，由簇頭節(jié)點組成一個處理和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的骨干網(wǎng)，其他節(jié)點大部分時間可以關(guān)閉通信模塊以節(jié)省能量。本文首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究發(fā)展情況，特點以及典型的拓?fù)淇刂茀f(xié)議，接下來通過對分簇經(jīng)典算法LEACH的分析，提出了基于減法聚類的混合型拓?fù)淇刂扑惴℉TCSC（Hybrid Topolog

3、y Controllingalgorithm based on Subtractive Clustering）。該算法按照最小均方減法聚類的方案成簇并選擇初始簇頭，使簇的劃分更加合理；根據(jù)節(jié)點剩余能量和簇內(nèi)節(jié)點分布情況更換簇頭，避免了剩余能量較低節(jié)點擔(dān)任簇頭造成的簇癱瘓；建立最小能量感知路由，減少了長距離傳輸帶來的能量浪費(fèi)。HTCSC 更多的考慮了優(yōu)化簇內(nèi)能量消耗，但簇間能量均衡考慮較少?；跍p法聚類的混合型非均勻分簇拓?fù)淇刂扑惴℉NC

4、TC（HybridNonuniform Clustering Topology Controlling algorithm based onSubtractive Clustering）更多的考慮了均衡各簇的能量消耗，其綜合考慮了節(jié)點密度、能量及與sink 節(jié)點距離的因素，在成簇上引入了一種非均勻最小均方減法聚類分簇機(jī)制，均衡了簇頭間的能量消耗；在簇頭更換上采用了一種基于能耗估計的更換簇頭策略，在維持較高能量效率的同時避免了簇頭節(jié)點的較