基于能量均衡与距离协同中继的无线传感器网络通信协议

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1、山东大学硕士学位论文符号说明BSB嬲eStation基站CDⅣ队CodeDivisionMultipleAcc锱s码分多址CSMACarrierS∞∞MultipleAccess载波侦听多路访问GPSGlobalPositionSySteIIl全球定位系统HEEDHybridEnergy-E伍ci饥tDi鲥bu矧混杂能量高效分布Clustering式分簇IPIIlt锄etP“)tocol网际协议LEACHLow-E圳聊AdaptiveCluSteringHief甜

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4、声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：蓝!互拉日期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或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；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关

5、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：董!窆超导师签名日期：山东大学硕士学位论文摘要集成了微机电系统技术(MEMS)、无线通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。它是一种新型的无基础设施的无线网络，由大量具有通信与计算能力的低成本、低功耗的微型传感器节点组成。无线传感器网络能够根据环境自主实现数据采集、融合和传输等指定任务，是一种超大规模、资源受限的分布式智能网络应用系统，其

6、网络拓扑动态变化，具有自组织，自适应等特点。作为计算机科学和通信技术的一个新的研究领域，近年来受到了越来越多的关注，无论是在国防，还是在国民经济的各个领域，均有着广阔的应用前景。无线传感器网络是一种以数据为中心的网络，而网络中数据传输离不开路由协议。路由技术是无线传感器网络的关键技术，也是影响网络整体性能重要的因素之一。提高路由协议的效率，可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础。无线传感器网络节点能量和带宽资源极其有限，其路由协议设计的首要目标是有效节约能源，延长网络生存时间。本文的丰要

7、工作是对无线传感器网络的路由协议进行研究设计。论文研究了无线传感器网络的硬件体系结构、网络协议体系和不同的分类特点，分析和比较了现有的几种针对无线传感器网络的路由协议，并借鉴其中的优秀思想，设计出基于能量均衡与距离协同中继的路无线传感器网络由通信协议EBACH(EncrgyBal锄cedAdaptiveCluSt舐ngHi蹦u℃llicalProtoc01)。EBACH协议继承了U}ACH协议中自组织、自适应及分簇的思想。鉴于LEACH中簇首与基站远距离通信能量消耗过大等方面的不足，EBACH协议从

8、均衡整个无线传感器网络中的能量消耗的目的出发，综合考虑节点的剩余能量差异及其到基站的距离信息，在簇内成员节点中选出一种新的中继节点来分担簇首的负载。同时，设计出三层收发模型，改进了数据传输过程，符合无线多跳数据传输的节能原则。最后，在NS2仿真平台上实现EBACH协议，并对其进行仿真实验。根据仿真测试结果与LEACH协议进行了对比分析：EBACH在网络牛存时间、负载平衡性能、网络稳健性等方面具有较好的表现。总之，EBACH能够有效利用网络资源，进一步满足了无线传感器网络在复杂或者恶劣环境下对网络稳健

9、性能的要求，具有良好的综合性能。关键词：无线传感器网络；LEACH协议；分簇；网络生存时间；能耗均衡山东大学硕士学位论文ABSTRACTWhle豁S吼sorNet、Ⅳorks(WSN)，whichismadebyconve唱ence0fMicr0-Elec由oMechaIlicaltccllllology，wirele鼹com删catio玛embedded俄llllology觚d∞搬_盯techIlology’isan('velt∞hllologya：bo哦acqum