无线传感器网络中分簇算法地研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要无线传感器网络(WSN)是由大量低成本且具有传感、数据处理和无线通信能力的传感器结点自组织构成的多跳网络。可以在大范围内用于收集、处理和发布复杂的环境数据。借助传感器网络执行一些具体任务时，任务完成质量是由网络性能决定的，如网络生存时间、网络负载平衡性、网络稳定性等等。这些性能都与网络结构密切相关。无线传感器网络大多采用分簇结构。网络建立时，通过分簇算法将网络划分为若干个簇，每个簇由一个簇头节点和若干簇成员节点组成。簇头负责管理簇内资源分配和簇之间通信。簇成员节点负责数据的采集和处理等。因为簇结构对网络性能

2、有很大影响，所以研究无线传感器网络分簇算法对提高网络性能有重要意义，因此在实际应用中也具有重要意义。这篇论文对无线传感器网络分簇算法进行研究，主要工作如下：一、将无线自组网络中三种分簇算法引入无线传感器网络；其中一种自适应按需加权分簇算法比较复杂，针对这一点，使用分项阈值判别代替分项数值计算，提出一种新型的自适应按需加权算法。新算法的特点是，运算简单，性能良好，负载平衡性突出。二、现有分簇算法一般只选取一个簇头，有簇头消亡便要重建网络，导致网络稳定性不好。现提出一种新型“双簇头”分簇机制，即分簇时产生两个簇头，一个做簇头，一个做备用簇头，原簇头消

3、亡时，备用簇头升为簇头，无需重建网络，从而降低网络更新频率，提高了稳定性。这种新机制可以引入现有的一些分簇算法当中。引入新机制后，网络趵稳定性比原算法有很大提高，节点充当簇头的公平性也有一定提高。关键词：无线传感器网络；分簇算法；自适应按需加权分簇算法：负载平衡因子；双簇头机制西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractWireleSSsensornetwork(WSN)ismul印le-hopnetworkself-organizedwithlotsoflow-COStsensorswithablitiesofsensing,datap

4、rocessingandwirelesscommunication．Ⅵ珩elesssensornerorkconfiguredautomaticallyishightyValuableinbothcivilaspectandmilitaryaspect．CarryingOUtsometasks．theaccomplishmentoftaskdependson也enetworkperformance．suchaslifctimeofnetwork,thebalanceofloadandstabilityetc．Allofthecapabilitie

5、srelatestonetworkhiberarchy．HiberarchyismostlyadoptedinWSN．AsWSNisestablishcd．thenetworkisdividedintosomeclusters．EvcryclusterismadeupofaclUSterhead(CH)nodeandsomeclastermembers．Theclusterheadmanagestodistributeresourceinclusterandcommunicationofclusters．Clustermembersareresp

6、onsiblefordatacollectingandprocessing．Bfcauseclusteringhasgrcatinfluenceonnetworkcapabillt、T．theresearchonclusteringalgorithmsinWSNisveryimportantfor也eadvanceofnetworkperformance，inpracticalapplicationaswell．ThethesisexpatiatestheresearchaimingatsomeclusteringalgorithmsinWlre

7、lessSensorNetwork，andthecentralachievementsisshownasfoliows：1．hthePal：，erthreeclusteringalgorithmsinAdHocnetworkareintroducedintowirelesssensornetwork．Oneofthesealgorithms，WhichcalledAutOmaticOn．demandWei吐tedclusteringalgorithm，iscomplex．InordertOreducethecomplexityof也atone．a

8、newalgorithmispresentedwhichadoptedthresholdestimation．insteadofnume