基于環(huán)狀網(wǎng)絡的分簇路由算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點以自組織多跳的方式運作，作為底層硬件，傳感器節(jié)點在信號的感知、收集、傳輸過程中均存在能量消耗。由于傳感器節(jié)點能量有限，必須采取高效的節(jié)能技術提高節(jié)點的能源效率，延長網(wǎng)絡的生命周期。針對無線傳感器網(wǎng)絡中經(jīng)常出現(xiàn)的能耗不均衡問題，本文采用分簇算法，通過延長單個節(jié)點的生命周期來提高網(wǎng)絡的生存時間，并最終實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的能耗均衡。本文的主要工作如下：
　　1)針對大型傳感器網(wǎng)絡中經(jīng)常出現(xiàn)的“能量空洞”問題提出了基于環(huán)狀

2、網(wǎng)絡的能量空洞避免策略。假設一個圓形的無線傳感器網(wǎng)絡可以被分割成多個環(huán)形網(wǎng)絡，Sink節(jié)點位于圓心位置。對每個環(huán)帶中的節(jié)點進行獨立分簇，然后從節(jié)點能耗均衡出發(fā)，將能量空洞避免問題轉(zhuǎn)化為求相鄰環(huán)帶的外半徑的多項式問題，并通過最小化最內(nèi)層環(huán)帶節(jié)點的能量消耗得到最內(nèi)層環(huán)帶的半徑，最后得到符合實際網(wǎng)絡分布的局部最優(yōu)解，即保證除最外層環(huán)帶的其余環(huán)帶節(jié)點能耗均衡，實驗數(shù)據(jù)證明，這個策略有效地延長了近Sink的節(jié)點的生存時間。
　　2)在基于環(huán)

3、狀網(wǎng)絡的能量空洞避免策略中，對環(huán)帶內(nèi)的節(jié)點采用LEACH算法進行分簇，有效降低網(wǎng)絡負載，延長了近Sink的節(jié)點的生命周期，但不能均衡單個環(huán)帶內(nèi)的節(jié)點之間的能耗。對LEACH算法進行改進，提出基于均衡簇規(guī)模的BCS-L算法，該算法加入對節(jié)點的剩余能量的考量，將節(jié)點的剩余能量作為節(jié)點競選簇頭節(jié)點的一個因素，并加入簇規(guī)模的宏觀控制，最后得出均衡簇規(guī)模的算法。結果顯示，該算法很好地解決了網(wǎng)絡中節(jié)點能量利用不均衡的問題，更大地提高了網(wǎng)絡的生命周期