異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由算法的研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種以采集數(shù)據(jù)的技術(shù)手段，無(wú)論在軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域都受到了越來越多關(guān)注。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量集成有傳感、數(shù)據(jù)處理單元和無(wú)線通信模塊的微小節(jié)點(diǎn)組成，通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，可以將所在周邊環(huán)境信息通過網(wǎng)絡(luò)傳感及時(shí)有效地傳輸?shù)叫畔⒔邮斩?，以提高傳感器監(jiān)測(cè)面積和性能，可以被廣泛地應(yīng)用于國(guó)防軍事、國(guó)家安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域。
　　然而，由于傳感器節(jié)點(diǎn)主要依靠電池供

2、給能量，對(duì)其進(jìn)行能量補(bǔ)充比較困難，網(wǎng)絡(luò)生存周期就成為了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。在目前的研究中，分簇路由算法被認(rèn)為是進(jìn)行高效能量管理，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期的最有效途徑之一。本文針對(duì)異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)分簇路由算法進(jìn)行研究，從分簇算法的角度進(jìn)行探討，主要在以下四個(gè)方面做出了有益的嘗試：
　　第一，論述了傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于其它無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（如Ad-Hoc）的一些特點(diǎn)，從跨層設(shè)計(jì)的角度出發(fā)對(duì)現(xiàn)有的分簇算法，包括平面路由算法和分簇路

3、由算法進(jìn)行了分析，綜述了它們的優(yōu)點(diǎn)以及性能上的一些不足，為設(shè)計(jì)新的分簇路由算法奠定基礎(chǔ)。
　　第二，分析了不同數(shù)據(jù)融合度下分簇方式的能量消耗情況，并與直接通信方式的能量消耗進(jìn)行了對(duì)比。通過分析對(duì)比，指出了數(shù)據(jù)融合對(duì)分簇路由的重要性，得出了不同數(shù)據(jù)融合度下分簇路由在能量管理上的優(yōu)化程度。
　　第三，由于當(dāng)前針對(duì)分簇路由算法的研究主要集中在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，且在簇首選取概率的設(shè)計(jì)上均是啟發(fā)式的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)，并沒有一個(gè)優(yōu)化的理論計(jì)算過程。針

4、對(duì)這樣一些不足，本文結(jié)合異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)優(yōu)化的簇首選取概率進(jìn)行理論推導(dǎo)計(jì)算，以此為基礎(chǔ)提出了一種新的分簇路由算法，提高了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分簇路由算法性能。
　　第四，網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題是設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要解決的最基本的問題之一，當(dāng)前的路由算法均沒有針對(duì)覆蓋保持來展開研究。本文作者將覆蓋保持的思想引入到分簇路由算法中，以此為基礎(chǔ)提高異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分簇路由算法性能。該算法盡力將能量消耗按照覆蓋率保持的重要性分?jǐn)傇诟鱾€(gè)傳感器