无线传感器网络层次型路由协议的研究

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1、华中师范大学硕士学位论文无线传感器网络层次型路由协议的研究姓名：王娅申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：许凯华20070611⑨硕士学位论文MASTEg’STI'IF三s培中文摘要微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络(wirelesssensornetwork,WSN)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作

2、地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。目前，各国研究者致力于无线传感器网络的路由协议、MAC层协议、Qos、网络拓扑控制、网络安全等各方面的研究，并取得了一定的研究成果。本文将着重从事无线传感器层次型路由协议的研究。本文首先对无线传感器网络的概念、特征、体系结构做了简要介绍，并将它和其它无线网络进行比较；接着概述了无线传感器网络路由技术的特点和设计考虑的因素，并根据这些因素对现有典型的无线传感器网络路由协议做7对比研究；然后着重分析典型的层次型路由协议--LEACH协议，针对其不足，

3、提出了自己的改进思路；最后，提出了一种新型的层次型路由算法一多路数据融合算法(MDA算法)。LEACH算法研究发现，簇头节点的个数有一个最优值Ⅳo在该算法中，综合系统参数和拓扑结构，设定簇头节点的最优个数N=5％，但是，这样的一种设定依据并不完善。在对LEACH算法的改进研究中，本文将从考虑节省节点能量方面求解出最优簇头的数目．仿真实验证明，改进的算法使无线传感器网络传播信号消耗的能量最小。本文提出的多路数据融合(Multi-pathDataAggregation，MDA)算法是一种基于节点地理信息的层次路由

4、算法．在该算法中，假设每个节点都能通过GPS定位系统获取自身的地理信息，并根据其信息分簇。考虑到节点能量受限问题，簇头节点建立信息栈设置发送数据的下一跳节点，并运用节点的数据融合技术来处理数据冗余方面的问题。仿真结果表明，在MDA算法中，将路由技术与数据融合技术相结合。节省了网络能量，提高了传感器节点的利用率。关键词；无线传感器网络；层次型路由协议：LEACH；数据融合；拓扑生成算法；能量AbstractMultifunctionalf姐lsorwithlowlossisbeingdevelopedquick

5、lybasedontheprogressofmicro-electronics,computingandwirelesscommunication．Ithasthemultifunctionofinformationcollection，dataprocessing,wirelesscommunicationandSOon．Wirelesssensornetworksarecomposedoflargequantityofmicro-sensorsdeployedinmonitoringfields。whic

6、ha∞themulti—hopandself-organizingnetworksystemsviawirelesscommunicating．ThesesensoPsareusedincooperationwithotherstofeel,collect,andprocesstheinformationtransmittedtotheobserverinmonitoringfields．Atpresent,manyinvestigationsalOstudiedonrouting,MACprotocol，Q

7、oS，networktopology,networksecurityandsoon．TllispaperwillpayattentiontotheclusteringroutingofWSN．Inthispaper,thenotion,characteristics,andsystemstructureofWSN躺introducedbrieflywhichisalsocomparedwithITadifionalwirelessnetworksandAdhocnetworkfirst；next，thecbm

8、'acterisfics，designprincipleandfactorsconsideredoftheto=ragtechnologyofWSNalesumraarizcd，exceptthatwemakecomparisonoftypicalexistingprotocols；thenthetypicalcluster-basedrouting---LEACHisanalyzedand90me