异构无线传感器网络高能效路由协议的研究与设计

发布时间：2021-01-12 18:00

　　无线传感器网络在军事应用、医疗健康、社会交通等各个领域迅速发展,为人们的生产生活带来了巨大的便利。但是由于大多数无线传感器节点采用电池供电,整个无线传感器网络是能量受限的。因此,设计高能效的路由协议是无线传感器网络的一个重要课题。此外,CTC（cross technology communication,跨网通信）技术的飞速发展使得不同类型的无线节点共存通信成为可能。然而,现存的路由协议并不能良好地适应多种传感器节点共存的网络,且对能量效率和网络吞吐量的提高、网络负载的平衡等方面都还需要提高。因此,研究基于CTC异构网络的路由协议具有重要意义。针对基于CTC技术的异构无线传感器网络,为提高节点的能量利用效率,增大网络吞吐量,延长网络生存周期,本文分别提出了能量高效的单跳模糊聚类路由协议Fuzzy-K和多跳路由协议MFuzzy-K。其中,Fuzzy-K协议充分考虑了多种传感器节点共存的异构网络特点,针对其帧长差异、移动性差异做出了相应的设计。不同于其他传统协议先选择簇首再就近成簇的方式,该协议引入了K-means聚类算法对节点进行聚类,充分考虑节点的位置和分布进行分簇,这样使得簇的形成更... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

算法操作流程图

工程硕士专业学位论文505.4.2基站接收的数据包总数（TotalNumberofDataPacketsReceivedbytheBS）对三种网络模型应用MFuzzy-K协议运行到FND之前基站所接收到的数据包总数进行统计，应用各协议得到的结果对比如图5-4所示，从图5-7中可以看出，由于采用单跳与多跳混合传输，应用MFuzzy-K协议的网络模型较Fuzzy-K协议更优。这是因为，通过蚁群算法选择出的最优转发路径可以大大减少簇首节点与基站通信所消耗的能量。从而增大了网络运行到FND时的轮数，使得网络运行到FND时基站收到的数据包总数大大增加。图5-7不同网络模型中基站收到的数据包总数Figure5-7Numberofreceivedpacketsindifferentscenarios表5-1中给出了三种不同的网络模型中应用各个路由协议得到的数据包总数的平均数值。从这些数据中同样可以看出，MFuzzy-K协议可以将整个网络的吞吐量进一步提升。表5-1不同网络模型中基站收到的数据包总数Table5-1Numberofreceivedpacketsindifferentscenarios协议网络拓扑1网络拓扑2网络拓扑3DUCF27578.626987.125315.8EEHCCP26530.326297.419764.5Fuzzy-K37407.429587.534204.7LEACH33799.125097.118533.3TEAR21555.119865.717109.5MFuzzy-K38266.231151.035460.65.4.3簇内距离（TheIntra-clusterDistanceinAllRounds）MFuzzy-K协议是在Fuzzy-K协议的基础上，对网络的数据稳态传输阶段进

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本文编号：2973268