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无线传感器网络模糊路由算法

发布时间:2018-01-26 12:33

  本文关键词: 无线传感器网络 路由协议 模糊控制 能耗均衡 网络寿命 出处:《天津大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:能量受限是无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)技术发展及广泛应用的最大挑战,延长网络使用寿命是无线传感器网络设计最重要的研究领域之一。本文综合考虑网络能量消耗与节点能量消耗均衡,利用模糊理论,提出了新的路由节点选择机制,在一定程度上弥补了传统路由协议因骨干节点能量最早耗尽而影响网络使用寿命的不足,提高了网络的能效性。本文的主要工作如下:(1)引入经济学中表示不均衡性程度的泰尔指数(Theil index)作为表示节点剩余能量均衡性程度(Degree of Energy Balance DEB)的重要指数。泰尔指数不仅能够反映出节点能耗的相对均衡性,还可以衡量组内成员节点能耗不均衡性和组间成员节点能耗不均衡性对总体成员不均衡性的影响。(2)定义了节点质量(Node Quality NQ)和节点传输能力(Transmitting Capacity TC)两个参数,作为路由选择过程中重要的选择标准。其中,节点质量是基于节点剩余能量和节点到sink节点(汇聚节点)的跳数定义的,并且剩余能量越多、到sink节点的跳数越小,节点质量越好;传输能力是基于节点前向邻居节点数目和节点负载量定义的,并且前向邻居节点数目越多、负载量越小,节点传输能力越强。(3)提出了能耗均衡的模糊路由协议算法EBFR(Energy Balanced Fuzzy Routing),该算法综合考虑节点能耗的均衡性和有效性,从所有前向邻居节点中选择节点质量最好、传输能力最强、泰尔均衡性指数最小的节点作为下一跳中继节点,建立从源节点到sink节点的传输路径。(4)对提出的算法性能进行仿真分析,考查算法的能耗有效性和均衡性。
[Abstract]:Energy limitation is the biggest challenge to the development and wide application of Wireless Sensor Networks (WSNs) technology in wireless sensor networks. Prolonging network service life is one of the most important research fields in wireless sensor network design. In this paper, considering the balance of network energy consumption and node energy consumption, fuzzy theory is used. A new routing node selection mechanism is proposed, which to a certain extent makes up for the shortcomings of the traditional routing protocol which affects the network service life due to the earliest energy depletion of the backbone nodes. The main work of this paper is as follows: 1) introducing the Theil index, which indicates the degree of imbalance in economics, to improve the energy efficiency of the network. As a representation of the degree of equilibrium of residual energy of the node and the degree of Energy Balance DEB). Their index can not only reflect the relative equilibrium of node energy consumption. We can also measure the effect of energy imbalance of member nodes in group and member nodes between groups on total member imbalance. (2) Node Quality NQ). And node transfer capability to transmit Capacity TCs. As an important selection criterion in the routing process, the node quality is defined based on the residual energy of the node and the number of hops from the node to the sink node (convergence node), and the more residual energy is. The smaller the number of hops to the sink node, the better the node quality. The transmission capacity is defined based on the number of forward neighbor nodes and the number of nodes load, and the more the number of forward neighbor nodes, the smaller the load. The stronger the node transmission capacity is, the more the fuzzy routing algorithm, EBFR(Energy Balanced Fuzzy routing, is proposed. Considering the balance and effectiveness of node energy consumption, the algorithm selects the node with the best quality, the strongest transmission capacity and the smallest Tyr equalization index as the next hop relay node from all the forward neighbor nodes. The transmission path from the source node to the sink node is established to simulate and analyze the performance of the proposed algorithm and to test the energy efficiency and equalization of the algorithm.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.5;TP212.9

【参考文献】

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本文编号:1465628

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