基于能量均衡的半静态分簇路由算法研究

摘要

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）具有重组网络快捷、灵活和不受有线网络约束的特点，因此，广泛应用于环境监测、医疗监护、高效农业和智能建筑等领域，具有十分可观的应用前景。WSN由部署在目标区域内大量随机分布、自组网、实时感知和无线通信的传感器节点组成。传感器节点往往布撒在人类无法接近的特殊环境中，能源无法补充，导致网络能源受限;规模大的WSN传感器节点密度高，会导致节点间的通信干扰。传感器节点的能耗主要分布在数据采集、数据处理、数据接收和数据发送上，但是，数据的接收和发送消耗能量最多。因此，节能和抗干扰是无线传感器路由算法研究的两个重要问题。
　　本文针对无线传感器网络分簇路由算法中的能量洞、热点问题和抗干扰问题，设计一种抗干扰半静态分簇路由算法(Anti-interference Semi Static ClusteringRouting Algorithm，AISSC)，给无线传感器网络提供能量多、距离短、链路质量好的路径来传输数据。
　　该算法利用节点定位算法获得节点地理位置，综合考虑传感器节点剩余能量和干扰信噪比，通过节点距离度量、节点聚簇，簇间融合、簇头选举和簇头轮换五个步骤进行无线传感器网络节点分簇。仿真实验结果表明，这种路由算法可以提高无线传感器网络通信链路质量，有效均衡网络能耗，延长网络生命周期。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 无线传感器 网络研究现状

1．2．2 分簇路由算法研究现状

1．3 主要研究内容及创新点

1．3．1 论文主要研究内容

1．3．2 论文创新点

2 无线传感器网络及路由协议概述

2．1 WSN体系结构

2．2 传感器节点结构及限制

2．3 WSN特点分析

2．4 路由协议概述及分类

2．5 典型的分簇路由算法分析

3 抗干扰半静态分簇路由算法实现

3．1 干扰信噪比的计算

3．2 AISSC路由策略

3．2．1 算法主要思想

3．2．2 算法涉及公式计算

3．3 分簇路由算法详细分析

3．3．1 算法详细分析

3．3．2 算法实现过程

4 系统仿真与分析

4．1 NS2网络仿真平台介绍

4．1．1 NS2仿真软件介绍

4．1．2 功能模块和映射机制分析

4．1．3 仿真操作流程和目录结构

4．2 AISSC算法仿真场景和参数设置

4．3 AISSC算法仿真结果分析

4．3．1 网络丢包率比较

4．3．2 网络剩余节点数比较

5 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果