基于能量优化的无线传感器网络非均匀分簇路由算法研究

发布时间：2017-08-01 23:07

  本文关键词：基于能量优化的无线传感器网络非均匀分簇路由算法研究

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【摘要】：无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种由大量微型传感器节点组成的面向任务的无线自组织网络。其中,路由问题作为WSN中的关键技术之一,已吸引了各学术界和工业界的广泛研究。设计WSN的路由算法必须在考虑到单一节点能耗的基础上均衡整个网络的能耗。本论文主要讨论、研究WSN关键技术中的路由问题,分析了典型分簇路由算法LEACH的优点和不足,并提出了改进算法。本文所做的主要工作有：1)在WSN基础知识的背景之上,对典型分簇路由算法LEACH进行了研究,分析了算法的优点和不足之处。2)针对LEACH算法的三点不足,分别进行算法改进,提出了非均匀分簇多跳路由算法UCMR算法。3)通过仿真实验对UCMR算法和LEACH进行对比,并分析了UCMR算法的性能表现。UCMR算法对LEACH的改进主要有如下三点：1)设置竞争半径与等待计时的簇头竞选机制。UCMR采用一种新的簇头竞选过程,首先选取候选簇头,将节点剩余能量作为计时等待的计算参数,通过等待与计时广播竞争成为簇头。2)给出了具体的数据融合算法。UCMR采用基于主成分分析算法的数据融合技术,让簇头传送数据之前先进行数据融合,簇头只发送压缩后的数据。3)通过权值设置簇间多跳路由机制。为簇头节点设置权值,通过权值选择中继节点,让簇头通过优化的路由将数据以多跳的方式发送到基站。最后,实验仿真结果表明UCMR算法能有效均衡WSN中的传感器节点能耗,优化网络能量,显著地延长了网络的生存周期。本文算法的研究对于今后针对LEACH算法的改进具有一定的借鉴意义。
【关键词】：无线传感器网络 分簇 路由算法 能量优化
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的和意义11-12
• 1.3 论文组织结构12-13
• 第二章 WSN及其路由协议研究13-25
• 2.1 WSN的结构13-14
• 2.1.1 WSN的体系结构13-14
• 2.1.2 WSN的传感器节点结构14
• 2.2 WSN的关键技术与应用14-16
• 2.2.1 WSN的关键技术14-15
• 2.2.2 WSN的应用15-16
• 2.3 典型分簇路由算法LEACH的研究16-24
• 2.3.1 LEACH协议概述16
• 2.3.2 LEACH协议能量模型16-17
• 2.3.3 LEACH协议具体描述17-20
• 2.3.4 LEACH协议关键技术20-22
• 2.3.5 LEACH协议分析及与其他协议的比较22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 改进的UCMR算法25-41
• 3.1 设计思想25
• 3.2 网络模型25-26
• 3.3 算法概述26-27
• 3.4 UCMR算法的具体描述27-39
• 3.4.1 簇的组建29-34
• 3.4.2 数据融合34-36
• 3.4.3 簇间动态多跳路由36-39
• 3.5 UCMR算法分析39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 UCMR算法的仿真与分析41-47
• 4.1 仿真环境设置41-42
• 4.2 仿真结果分析42-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 总结与展望47-49
• 5.1 总结47
• 5.2 展望47-49
• 参考文献49-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王培东;袁召兰;王瑜;;基于自适应数据融合的LEACH路由协议[J];电子技术应用;2011年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 郑燕;无线传感器网络同心锚信标定位算法的研究[D];华中师范大学;2011年

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本文编号：606582