同构无线传感器网络路由算法研究

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1、分类号TP393密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目同构无线传感器网络路由算法研究英文题目ResearchonRoutingAlgorithmsinIsomorphismWirelessSensorNetworks硕士研究生指导教师学科专业陈峥邓亚平教授计算机应用技术论文提交日期垄Q!垄生垒旦论文答辩日期垄Q!垄生墨旦论文评阅人答辩委员会主席何中市教授2012年5月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或

2、撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽查E电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：亍螽、逸签字日期：2_f可年妇≯歹日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽由B电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重迭邮电太堂可以将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、汇编学位论文。(保密的学位论文在

3、解密后适用本授权书)学位论文作者签名：陆趣r导师龆砰嘶签字日期：砂(t年y月∥日签字日期：2口忙年r月谚日重庆邮电大学硕士论文摘要无线传感器网络是由大量传感器节点组成的一种无线自组织网络。通过部署在监测区域，实现对该目标区域的实时数据监测和传输。因其广阔的应用前景，受到了人们越来越多的关注。由于传感器节点主要靠电池供电，能量有限，因此降低网络能耗，延长网络的生命周期成为无线传感器网络研究的热点问题。由于无线传感器网络的能量消耗主要在数据的无线传输上，所以对涉及无线传输的路由算法的设计成为降低网络能耗的关键。本文对无线传感器网

4、络的研究领域、特点及体系结构做了分析，然后分析比较了各种典型无线传感器网络路由算法，尤其对无线传感器网络分簇路由算法做了着重的分析与研究。在此基础上，针对能量同构的无线传感器网络中分簇路由协议在簇首分布及节点能耗不均问题，及其对网络生命周期的影响，研究了一种节点能量负载均衡的分组成簇算法LBGC和基于能量的分布式分组成簇算法DGCA。主要工作如下：(1)针对无线传感器网络中分簇路由协议在簇首个数随机，簇首分布不均，及节点能耗不均衡的问题，研究一种能量负载均衡的分组成簇算法LBGC。根据节点能量分组，由组成簇，可以保证簇首的个

5、数及簇首分布较均匀。并随着节点能量的减少动态调整分组个数，减小成簇规模，减少簇首能量消耗。组内根据能量重心进行簇首选择，减少簇内能耗。并且利用簇首轮转和簇间多跳路由进一步均衡节点能耗。通过对成簇规模，网络的节点能耗及网络稳定期的仿真比较，验证了LBGC算法可以使簇首分布均匀，延长网络的稳定期，均衡节点能量负载，减小不稳定期。(2)研究一种基于能量的分布式分组成簇算法DGCA，节点首先基于自身的剩余能量，随机的产生候选组首。候选组首通过距离竞争的方式，确定自己是否成为最终的组首，从而通过分布式的方式完成分组过程。组内选择簇首时

6、，综合考虑节点的剩余能量与通信代价，减少簇内能耗。簇间采用多跳路由的方式减少簇首能耗。通过对簇规模方差、节点能耗方差，网络稳定期的比较，验证了DGCA算法可以有效控制成簇的规模，均衡节点能耗，延长网络的稳定期。综上所述，本文针对分簇路由协议簇首分布不均及节点能耗不均问题，研究了改进算法，仿真实验结果表明改进算法可以均衡节点能耗，延长网络稳定期。关键字：无线传感器网络，分簇路由协议，分组成簇，负载均衡，分布式分组AbstractWirelessSensorNetworkiscomposedbyalargenumberofsen

7、sornodesinawirelessadhocnet、Ⅳork．Throughthedeploymentofmonitoringthearea,achieVereal．timedatamonitoringandtransmissionofthetargetarea·ComparingwitIlttle仃aditionalnI翩rk，WSNhasthecharacteristicsoftopologydynamicchangesandtherapiddeployment，ere．Duetothesensornodedepen

8、dmainlyonbatterypower，energyislirrlited．soreducethenetworkenergyconsumptionandprolongthelifecycleofthesvstembecomethehottopicsinthestudyofwireles