基于地理位置的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)節(jié)點(diǎn)大規(guī)模部署且能量受限，設(shè)計(jì)節(jié)能路由，提高網(wǎng)絡(luò)能量負(fù)載均衡性，延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，是WSN研究的一個(gè)核心問題。分簇路由協(xié)議具有較好的擴(kuò)展性和健壯性，是目前WSN路由協(xié)議研究的重點(diǎn)。分簇路由協(xié)議通常采用多跳通信，靠近基站的簇需要轉(zhuǎn)發(fā)其它簇的數(shù)據(jù)而需要消耗更多能量，造成網(wǎng)絡(luò)能量負(fù)載不均衡。節(jié)點(diǎn)能量受限和能耗不均衡是WSN分簇路由協(xié)議設(shè)計(jì)不容忽視的兩個(gè)問題。
　　

2、 在分簇路由協(xié)議設(shè)計(jì)中，在節(jié)點(diǎn)部署上引入地理位置信息，可優(yōu)化節(jié)點(diǎn)數(shù)目、節(jié)點(diǎn)分布形式以及節(jié)點(diǎn)能量分配；在路由協(xié)議上考慮地理位置信息，可控制簇頭的數(shù)量和位置，減小簇內(nèi)通信代價(jià)，增強(qiáng)路由轉(zhuǎn)發(fā)的導(dǎo)向性。以上兩種方式都可以減少節(jié)點(diǎn)能量消耗，提高網(wǎng)絡(luò)的能量負(fù)載均衡，延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
　　 本課題以WSN自身特性及路由協(xié)議獨(dú)特的設(shè)計(jì)需求為前提，以分簇路由作為研究的基本切入點(diǎn)，重點(diǎn)對基于地理位置的分簇路由協(xié)議進(jìn)行研究，主要工作總結(jié)如下：

3、r>　　 (1)能量有效的節(jié)點(diǎn)部署策略。在一維線性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎拢紤]節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)壓縮比，分析簇間間距及節(jié)點(diǎn)部署密度對節(jié)點(diǎn)能量消耗的影響，提出非均勻的最佳簇間間距與最佳節(jié)點(diǎn)密度的計(jì)算公式，優(yōu)化節(jié)點(diǎn)部署，提高節(jié)點(diǎn)能量利用效率。
　　 (2)最優(yōu)化簇頭數(shù)目。研究經(jīng)典分簇路由協(xié)議LEACH的能耗模型，從完整-“輪”的角度，定量分析簇頭及成員節(jié)點(diǎn)在一輪操作周期中各階段能耗，提出一種新的最優(yōu)化簇頭數(shù)目的計(jì)算公式，為LEACH協(xié)議最優(yōu)化簇頭數(shù)目的