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无线传感器网络中一种基于多次分群思想的路由协议研究

作　者: 杨培林
导　师: 屈志毅
学　校: 兰州大学
专　业: 计算机技术
关键词: 无线传感器网络 LEACH 分群思想 LEACH-MH 能耗网络寿命
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 25次
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内容摘要

无线传感器网络是一种应用特定型网络,网络层的路由协议和数据链路层的MAC协议对无线传感器网络起着至关重要的作用。同时,无线传感器网络中的节点具有能量有限的特点,所以要求我们在设计网络协议时,必须充分考虑节点的耗能。在无线传感器网络路由协议中,具有里程碑式意义的路由协议便是低能量自适应分群分层路由协议—LEACH。LEACH协议最先采用分层思想,并且利用节点的本地计算能力,降低发送给基站的数据量；同时,引入高能量簇首轮转机制,使得耗能多的簇首节点不会因为能量耗费的过快而先于其它节点死亡；通过几种机制的综合作用,LEACH协议可以有效地提高网络系统寿命。尽管LEACH协议具有低功耗、高效率等优点,但在大规模无线传感器网络中,由于传感器节点数目多,形成的一次簇首也多,从而在一次簇首向基站递交数据时,易形成拥塞。在这种现实需求下,本文提出了一种新的路由协议,一种基于多次分群思想的路由协议(LEACH-MH)。LEACH-MH主要是通过在一次分群的基础上,再次分群,形成二次群来解决在LEACH协议中最后一跳形成拥塞的问题。在LEACH-MH协议中,我们引入最优簇的概念,在确定二次簇时,引入一次簇首平均剩余能量和二次簇首到基站的距离两个参数,以确保在二次分群的过程兼顾能量均衡和能耗最小的原则,从而使得无线传感器网络整个的能耗最小。网络寿命达到最大。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章引言  7-10
第二章无线传感器网络概述  10-15
  2.1 无线传感器网络的研究历史  10
  2.2 无线传感器网络介绍  10-15
    2.2.1 无线传感器网络体系结构  11-13
    2.2.2 无线传感器网络的特点和关键技术  13-14
    2.2.3 无线传感器网络的应用  14-15
第三章无线传感器网络(WSN)的路由协议  15-20
  3.1 无线传感器网络路由算法研究的主要思路  15-16
  3.2 无线传感器路由算法的分类  16-20
    3.2.1 平面路由的主流算法  16-17
    3.2.2 层次路由的主流算法  17-20
第四章层次路由中的低能量自适应算法  20-31
  4.1 低能量自适应分群分层协议的主要思想  20
  4.2 LEACH协议的体系结构  20-21
  4.3 群簇首选择算法  21-22
  4.4 分群算法  22-24
  4.5 稳定阶段及LEACH-C协议  24-25
  4.6 LEACH协议的仿真与分析  25-29
    4.6.1 实验建立  26-27
    4.6.2 实验仿真  27-29
  附图  29-31
第五章无线传感器网络(WSN)中一种基于多次分群思想的路由协议  31-43
  5.1 LEACH算法的研究  31-34
    5.1.1 簇首数的不确定造成最后一跳拥塞  31-32
    5.1.2 最优簇  32-34
  5.2 LEACH-MH算法  34-36
    5.2.1 LEACH算法的改进思路  34-35
    5.2.2 LEACH-MH的算法模型的描述  35-36
  5.3 LEACH-MH的创新点及理论分析  36-37
    5.3.1 LEACH-MH的创新点  36-37
    5.3.2 LEACH-MH分析  37
  5.4 实验仿真  37-40
    5.4.1 评价参数  37-38
    5.4.2 仿真环境  38-39
    5.4.3 仿真结果分析  39-40
  附图  40-43
第六章结论  43-45
  6.1 主要结论  43
  6.2 研究中存在的不足  43-44
  6.3 研究展望  44-45
参考文献  45-46
在学期间的研究成果  46-47
致谢  47

无线传感器网络中一种基于多次分群思想的路由协议研究

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