无线传感器网络分簇路由协议研究论文

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1、武汉理工大学硕士学位论文无线传感器网络分簇路由协议研究姓名：卢春枝申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐成20080501武汉理工大学硕士学位论文摘要无线传感器网络作为计算、通信和传感器技术相结合的产物，已经成为当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、高度集中的前沿热点研究领域。随着深入的研究，传感器网络获得了快速的发展，应用越来越广泛，针对性也越来越强，并衍生出多种新型传感器网络体系。在有限能量条件下降低能耗以延长网络生存时间是无线传感器网络面临的首要挑战。针对无线传感器网络在环境监测应用的优势，本文对无线传感器网络的路

2、由协议进行分析研究，发现分簇路由协议具有拓扑管理方便、能量利用高效等优点，非常适用于监测环境，成为当前路由协议研究的重点。本文通过对以LEACH协议为代表的分簇路由协议的研究，发现目前所提出的分簇路由协议整体性能还有待进一步改善。因此本文提出一种基于多层的分簇多跳路由协议(MCMR)，该协议综合考虑了网络负载平衡、多跳、节点剩余能量和节点位置等因素，利用能量无限制的SINK节点对网络的监测来进行逐级分簇，分簇过程中采用集中式和分布式两种方法并用，进一步节省能量消耗，适当地控制传输半径，使得簇在网络中的分布均匀，达到均衡负载的效果。本文的

3、创新点如下：(1)在选择第一层簇头时，根据节点能量和节点之间相对距离两个值组合而成的概率来确定簇头；在当前簇的非簇头节点中选择下一层的簇头，根据选簇规则，选择最佳的簇头；(2)分簇阶段，簇头需要记录NextHop，在数据传输阶段，不需要查询路径，簇头直接将数据传输到其记录的NextHop。本文详细介绍了所提出路由协议的实现过程，对其性能进行分析，并且利用网络仿真工具NS2作仿真实验，从网络中存活节点数、SINK节点接收的数据包数目和平均端到端延迟三个性能出发，得出的仿真数据表明MCMR协议的性能比其他两个协议好，延长网络的生命周期，具有

4、较好的实用性。关键词：无线传感器网络，分簇，路由协议，节能，NS2武汉理工大学硕士学位论文AbstractAsaresultofthecombinationoflowpowercomputing，wirelesscommunicationandmicro—sensortechnology,wirelesssensornetworkshavebecomeahotresearchareaofcomputerscienceandtechnology．Duetothegreatpromisingandpotentialinvariousappl

5、ication，moreandmoreresearchersfromindustryfieldareengagedinthisarea,andseveralnovelconceptualsystemsemergeasaresultofitsrapiddevelopment．Primarychallengeinwirelesssensornetworkistoextentnetworklifetimebyreducingtheenergyconsumptionundertheconditionoflimitedenergy．Conside

6、ringtheadvantageofthewirelesssensornetworkapplicationinenvironmentalmonitoring，theroutingprotocolsofwirelesssensornetworkareintroducedinthispaper．Cluster-basedroutingprotocolswhichareconvenientintopologymanagement，energy-efficient，arefoundveryapplicabletomonitoringtheenv

7、ironment，andthereforehavebecometheemphasesoftheresearchinwirelesssensornetworkatpresent．However，theperformanceofthecluster-basedprotocolsneedtobeimprovedaccordingtoresearchonthecluster-basedroutingprotocolsrepresentedbyLEACH．TheraforeaMultiple-level-basedclusteringmultip

8、le—hoproutingprotocol(MCMR)isproposed，whichcomprehensivelyconsideredfactorssuchasload-balancedofnetwork