无线传感器网络分簇路由算法的研究与仿真

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1、分类号学校代码10487学号612100200672170密级硕士学位论文无线传感器网络分簇路由算法的研究与仿真学位申请人：吕鑫学科专业：计算机应用技术指导教师：王多强副教授答辩日期：2008年6月3日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeoftheMasterofEngineeringResearchesandSimulationsonCluster-BasedRoutingAlgorithmsforWirelessSensorNetworksCandidate:LvXinMajor:Com

2、puterApplicationTechnologySupervisor:AssociateProf.WangDuoqiangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJune,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要以数据处理为中心的无线传感器网络（WSN）具有节点数目众多、携带能源受限以及通信距离受限等特点，受这些特点的约束，降低

4、并均衡节点功耗以延长网络生命周期成为无线传感器网络路由研究的核心，而开发新的节约功耗的路由算法，就成为该领域的研究重点。首先分析了无线传感器网络的研究基础，重点对经典的WSN分簇路由协议LEACH进行了剖析，针对LEACH协议存在的整体能耗高、网络生命周期短等缺点，分别在最优簇头数目的计算方法、簇头选举机制以及簇间数据的传输方面对LEACH进行了改进，提出一种改进的路由协议A-LEACH路由协议。在最优簇头数目的确定上，考虑了节点在发送广播包和TDMA数据包时候的通信开销，通过选择最优的簇头数目使每回合网络消耗的总能量达到最小。在簇头选举机制的改进上，基于最小化簇内能耗，采用低能量节点保护

5、策略来进行最佳簇头的选举。综合考虑节点剩余能量以及簇头与簇内其他节点的通信开销等各项指标，以其代价最小为主要依据来进行簇头节点的选举。在簇间数据的传输上，采用基于生成树的簇间数据传输。在簇形成之后，所有的簇头节点根据高能近距优先法则选取自己的转发父节点，从而形成一棵分布式的簇间路由树。在NS2仿真平台对LEACH与A-LEACH进行了对比仿真测试。仿真结果表明，改进后的路由协议A-LEACH使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期，具有较好的能量优化特性。关键词：无线传感器网络，路由协议，簇头选举机制，路由树I华中科技大学硕士学位论文AbstractWirelessSensorN

6、etworks,whichtakethedataprocessingasthecentraltask,arecharacterizedbynumeroussensornotes,carryingenergylimitedlyandlimitedsignaldistance,etc.Asrestrainedbythesecharacteristics,reducingandbalancingnodepowerlosstoextendthenetworklifebecomethecoreofWSNrouteresearch.Sodevelopingnewadaptiveenergyroutin

7、galgorithmsatthesametimebecometheresearchkeypoint.Firstly,analyzestheWirelessSensorNetworksresearchfoundationandthenstudiestheLEACHroutingprotocolwhichistheclassicroutingalgorithm.Pointsoutthedisadvantageofthepro