基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網絡分簇技術研究.pdf

1、發(fā)射功率恒定的傳感器節(jié)點憑借其簡單的構造、低廉的價格被廣泛應用在無線傳感器網絡中。目前，無線傳感器網絡路由協(xié)議的研究主要集中于分簇式路由協(xié)議，在這些協(xié)議中，通常假設傳感器節(jié)點的發(fā)射功率是可調的且能夠直接與基站進行通信，這就造成此類協(xié)議在基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網絡的應用中會導致“孤立簇首”的出現(xiàn)。最新的分簇算法采用中繼技術，暫時解決了孤立簇首的問題，但是由于要轉發(fā)大量的數據，中繼節(jié)點會因為能量耗盡而更早死亡，最終導致孤島和網絡黑洞。

2、針對當前主流分簇協(xié)議存在的“孤立簇首”的問題，本文對無線傳感器網絡中可靠的分簇路由協(xié)議進行了探索性研究，提出了一種新的基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網絡分簇算法，本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　?。?）對無線傳感器網絡的基本理論知識進行了深入研究。研究了無線傳感器網絡的體系結構、關鍵技術、主要特點以及面臨的挑戰(zhàn)，介紹了無線傳感器網絡的系統(tǒng)模型和拓撲結構、能量損耗模型、協(xié)議棧結構以及傳感器節(jié)點的硬件結構。
　?。?）研究

3、了無線傳感器網絡路由協(xié)議，并重點研究了分簇路由算法。介紹了無線傳感器網絡路由協(xié)議的特點和設計要求，并對當今典型的無線傳感網絡路由協(xié)議的主要思想和執(zhí)行過程進行了認真的分析和總結，包括平面路由和分簇路由，總結了它們的特點，分析了它們的優(yōu)缺點，并指出了它們的適用情況。
　?。?）分析了“孤立簇首”產生的原因，提出了一種新的基于恒定節(jié)點功率的無線傳感器網絡分簇算法（DCRP）。DCRP的主要思想是以基站為中心向外擴散式分簇，新的簇首總是產

4、生于簇成員節(jié)點，從而保證了簇首之間的通信，避免了孤立簇首的產生。簇首的選擇策略綜合考慮了節(jié)點的剩余能量、深度和簇外鄰居節(jié)點個數三個因子，提高了網絡的能耗均衡性和能量高效性并且減少了網絡中分簇的個數。因此，DCRP在延長了網絡壽命的同時也縮短了網絡的傳輸時延。
　?。?）通過仿真對DCRP的性能進行評價。通過在MATLAB平臺下進行仿真，驗證了DCRP算法的可行性，并通過與DEBR和EEUC算法進行對比，驗證了DCRP在能耗均衡性、