異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡路由算法研究.pdf

1、異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實際應(yīng)用中普遍存在，隨著傳感器節(jié)點能量消耗速率不同，即使同構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在生存期也將出現(xiàn)異構(gòu)性。節(jié)點電源能量受限是實現(xiàn)各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用系統(tǒng)時的一個現(xiàn)實約束。充分利用節(jié)點電源有限能量，設(shè)計能量高效的路由協(xié)議以延長網(wǎng)絡(luò)生命周期是目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用研究的熱點之一。因此，開展異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡路由
　　算法的研究具有重要理論意義和應(yīng)用價值。
　　論文首先分析比較了平面路由、層次路

2、由和基于地理位置路由三種類型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，討論了設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議需要滿足的目標(biāo)要求和評價標(biāo)準(zhǔn)。其次，從節(jié)點異構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)兩方面，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有的由眾多因素決定的異構(gòu)性。就異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型和節(jié)點能耗模型重點討論了分簇結(jié)構(gòu)對于節(jié)點能量高效利用的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)中存在的能耗不均衡問題，研究了兩種節(jié)點能量異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的簇頭選舉算法。最后，在節(jié)點異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點的基礎(chǔ)上，針對網(wǎng)絡(luò)存在的能耗不均衡

3、問題分別從非均勻分簇和簇頭節(jié)點混合通信兩種角度提出了適用于不同條件的兩種能耗均衡的路由算法。
　　非均勻分簇路由算法以節(jié)點硬件配置相同，初始能量在一定范圍內(nèi)均勻分布為基礎(chǔ)。候選簇頭根據(jù)到匯聚節(jié)點的距離在不同的競選半徑內(nèi)競選，使得離匯聚節(jié)點近的簇較小，簇頭為轉(zhuǎn)發(fā)遠處的數(shù)據(jù)預(yù)留能量。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，簇頭到匯聚節(jié)點采用最優(yōu)多跳跳數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)，減少了網(wǎng)絡(luò)能耗。實驗表明，使用非均勻分簇算法的網(wǎng)絡(luò)中簇頭分布較為合理，簇頭數(shù)目穩(wěn)定，且隨時間推移不斷縮小

4、了節(jié)點的能量標(biāo)準(zhǔn)差，延長了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定工作周期，節(jié)點幾乎在同一周期死亡，均衡了網(wǎng)絡(luò)的能耗。
　　混合通信路由算法的條件是在小規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中少量高級節(jié)點硬件配置較高，具有數(shù)據(jù)融合能力，比普通節(jié)點有更強的計算能力、通信能力、存儲能力和更多的能量。把具有資源優(yōu)勢的高級節(jié)點一直作為簇頭，其它節(jié)點作為成員。為了平衡離匯聚節(jié)點較近和較遠簇頭的通信能耗，使用一定比例的單、多跳相結(jié)合的混合通信方式。仿真實驗比較了不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和不同射頻參數(shù)下