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无线传感器网络路由协议研究

作　者: 张俊
导　师: 邱晓晖
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 无线传感器网络 LEACH 路由协议网络生存时间能量均衡
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
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内容摘要

无线传感器网络是大量的传感器节点通过无线通信的方式构成的自组织的多跳网络系统,因为其应用的广泛性而得到越来越多的高度重视。路由协议是无线传感器网络应用的基础技术,而且数据的收发是网络能量消耗的主要部分,所以对传感器网络路由协议的研究就很有意义。本文对无线传感器网络技术进行了详细的介绍与总结,重点分析了无线传感器网络路由协议的分类、设计目标以及影响因素,并对现有典型的路由协议进行了总结和比较。其中,详细分析了LEACH分簇路由协议在实现过程中存在的问题:在簇首选择阶段采用的是随机判定的方法,没有考虑到节点能量消耗的不均衡性;在数据传输阶段没有考虑到采用单跳通信会导致距离基站较远的簇首能量消耗过快。提出了改进算法——基于节点位置分布划分的无线传感器网络分簇算法。基于节点位置分布划分的分簇算法对传感网区域进行划分,使各个区域内的节点数量基本相等,从而均衡了整个网络负载;同时改进簇首选择机制,采用一个考虑节点位置分布和剩余能量的适应值函数来选择簇首,从而使当选的簇首节点能量较大且位置更优。通过matlab仿真平台,对改进的算法进行仿真。仿真结果表明,与LEACH算法相比,该算法能有效的均衡整个网络能耗,并延长网络生存时间。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 研究背景  8
  1.2 本文的研究内容与具体目标  8-12
  1.3 论文结构  12-14
第二章无线传感器网络概述  14-20
  2.1 无线传感器网络的发展历程  14
  2.2 无线传感器网络的体系结构  14-17
    2.2.1 传感器节点结构  14-15
    2.2.2 网络系统结构  15-16
    2.2.3 传感器网络协议栈  16-17
  2.3 无线传感器网络特征  17-18
    2.3.1 与无线自组网的区别  17
    2.3.2 无线传感器网络的特征  17-18
  2.4 无线传感器网络的应用  18-20
第三章无线传感器网络路由协议研究  20-36
  3.1 无线传感器网络协议概述  20
  3.2 现有无线传感器网络协议分析  20-26
    3.2.1 平面路由协议分析  20-24
    3.2.2 分簇路由协议分析  24-26
  3.3 LEACH协议的研究与仿真  26-36
    3.3.1 LEACH算法的网络模型  27
    3.3.2 LEACH协议描述  27-28
    3.3.3 LEACH协议簇首产生阶段  28-29
    3.3.4 数据传输阶段  29
    3.3.5 LEACH算法的仿真  29-34
    3.3.6 LEACH仿真结果分析  34-36
第四章基于传感器节点位置分布的分簇路由协议  36-49
  4.1 引言  36
  4.2 算法基本思路  36-42
    4.2.1 节点划分的依据及方法  36-40
    4.2.2 适应值函数  40-41
    4.2.3 算法流程  41
    4.2.4 算法分析  41-42
  4.3 仿真实验  42-48
    4.3.1 仿真实验参数和方法  42-43
    4.3.3 仿真实验结果和分析  43-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章总结与展望  49-51
  5.1 全文总结  49
  5.2 研究展望  49-51
参考文献  51-55
致谢  55-56
攻读硕士学位期间发表的论文  56

无线传感器网络路由协议研究

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