無線傳感器網(wǎng)絡能量有效性成簇路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一種全新的信息獲取和處理技術，具有許多傳統(tǒng)網(wǎng)絡無法比擬的優(yōu)點，可廣泛應用于軍事、醫(yī)療、災難救助等環(huán)境中，已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術中的一個熱點研究領域。由于傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點普遍能量受限，因而設計能量有效的傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議受到了學術界和工業(yè)界的高度重視。 本文首先概述了影響傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議設計的因素，指出了傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的評價標準，介紹了幾種主流的傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議，并選擇典型的低能量自適應聚類路由協(xié)議(LEA

2、CH)進行深入分析，著重描述了實現(xiàn)LEACH協(xié)議的關鍵算法，分析該協(xié)議存在的優(yōu)勢與不足，并給出一些修改建議。同時在網(wǎng)絡仿真軟件OPNET下搭建了一個具有良好通用性和可擴展性的LEACH協(xié)議仿真平臺。 基于對LEACH協(xié)議的研究，本文提出了一種新的成簇路由算法--半徑自適應成簇多跳路由算法(RACMH)。它將半徑自適應成簇技術與多跳通信方式相結合，節(jié)點根據(jù)本地信息獨立地決定成為簇頭節(jié)點或成員節(jié)點，簇類覆蓋的區(qū)域限制在一定半徑范圍內

3、，所有簇頭節(jié)點根據(jù)權重消息組織成一棵路由樹，采用多跳通信方式向基站傳輸數(shù)據(jù)。仿真結果表明：1)RACMH算法最終形成的簇頭數(shù)目與初始簇頭數(shù)目無關；2)隨著簇半徑R的增大，RACMH算法最終形成的簇頭數(shù)目減少；3)與LEACH算法比較，RACMH的FND、HND和LND分別提高43.8％、100.5％和70.4％，這表明RACMH算法比LEACH更能夠減少能量消耗，延長網(wǎng)絡生命周期，均衡網(wǎng)絡負載；4)當基站距離增加時，RACMH的網(wǎng)絡生命