面向点毁伤的无线传感器网络路由拓扑抗毁性研究
本文关键词：面向点毁伤的无线传感器网络路由拓扑抗毁性研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：在无线传感器网络的应用中,抗毁性是衡量无线传感器网络性能的重要指标。本文主要对面向点毁伤的无线传感器网络路由拓扑做抗毁性研究,在对LEACH算法网络拓扑分析的基础上,为进一步提高无线传感器网络的抗毁性,设计了基站选取簇首节点的改进算法和簇单元选取簇首的改进算法。在这两种改进算法中,在节点定位方面,在传感器网络中放置少数锚节点,锚节点采用全球定位系统(GPS)定位,多数普通节点根据锚节点定位。在簇单元数确定和簇单元划分方面,考虑到信号在传感器节点和簇首节点以及簇首节点和基站之间传输损耗的差异,根据传感器网络的实际参数和节点的分布等信息计算出所需要的最佳簇单元数量,取代LEACH主观设置簇单元的比例,从而设置簇单元数的做法,同时采用时分多址和码分多址(TDMA/CDMA)的媒体访问控制层(MAC)机制减少了簇内与簇间的冲突。在簇首选择方面,本文介绍的两种方法,分别是基站根据簇首节点到邻居节点距离ijD、当前节点的剩余能量Ecurren、当前节点的初始能量Start_Energy、当前节点到其簇首的距离d等信息,或者临时簇单元通过临时簇首根据以上参数,求出每个传感器节点相应的T_i值,选择每个簇单元中T_i值最大的那个节点作为其所在簇单元的簇首节点,并通知其簇单元内的簇成员节点。通过OMNET++网络仿真软件实例仿真,设置基于地理位置和剩余能量的两种改进算法和传统LEACH算法初始能量、网络节点数、网络节点的抛撒情况等信息相同。比较传统LEACH算法和改进后的算法下的网络生存时间和网络面向点毁伤的抗毁性差异,证实了基站选取簇首的算法对网络的生存时间没有明显影响,但是网络面向点毁伤的抗毁性提高了;证实了簇单元选取簇首的算法延长了无线传感器网络生存时间,也提高了无线传感器网络面向点毁伤的抗毁性。
【关键词】：无线传感器网络 簇首 网络生存时间 复杂网络 簇单元 抗毁性
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：
- 摘要7-8
- Abstract8-12
- 第1章 绪论12-18
- 1.1 研究的背景和意义12-14
- 1.2 国内外研究现状14-16
- 1.2.1 无线传感器网络发展现状14
- 1.2.2 复杂网络和无线传感器研究现状14-16
- 1.3 本文逻辑结构16-18
- 第2章 无线传感器网络拓扑抗毁性的特征分析18-28
- 2.1 无线传感器结构18-19
- 2.2 传感器网络节点特性19-20
- 2.3 面向点毁伤的无线传感器网络抗毁性20-24
- 2.3.1 无线传感器网络统计特征21-22
- 2.3.2 传感器网络点毁伤22-24
- 2.4 无线传感器网络的复杂性24-26
- 2.5 平面路由抗毁性特征分析26
- 2.6 层次型路由特征分析26-27
- 2.7 本章小结27-28
- 第3章 LEACH算法28-38
- 3.1 LEACH协议简介28
- 3.2 传感器网络位置的定位28-29
- 3.3 LEACH算法的拓扑结构29-32
- 3.3.1 簇的建立阶段31-32
- 3.3.2 稳定运行阶段32
- 3.4 数据融合32-33
- 3.5 相继故障和自愈机理33-35
- 3.6 LEACH路由协议优缺点评价35-36
- 3.7 本章小结36-38
- 第4章 基于LEACH算法的抗毁性改进研究38-52
- 4.1 基于锚节点的普通节点定位39-41
- 4.2 簇单元的确立41-43
- 4.3 网络拓扑建立阶段43-50
- 4.3.1 通过基站选取簇首43-47
- 4.3.2 簇内直接选取簇单元簇首47-50
- 4.4 本章小结50-52
- 第5章 簇单元确定为先的分簇算法的抗毁性仿真分析和研究52-64
- 5.1 网络建立阶段52-53
- 5.2 基站选取簇首和簇单元选取簇首的改进算法的仿真53-63
- 5.2.1 基站选取簇首的改进算法的仿真研究53-58
- 5.2.2 簇单元选取簇首节点的改进算法的仿真研究58-63
- 5.3 本章小结63-64
- 结论64-69
- 研究总结64-65
- 本文特点与不足65-67
- 研究展望67-69
- 参考文献69-73
- 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果73-74
- 致谢74-75
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