无线传感器网络分层混合路由协议的研究

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1、南京I邮电大学硕士研究生学位论文摘要摘要无线传感器网络节点采用电池供电，一般工作环境恶劣、复杂，处于无人值守状态，节点能量无法得到补充，节点的计算、存储和通信能力都非常有限。无线传感器网络路由协议的首要设计目标就是提高节点能量的有效性，使网络在有限的能量下，能够尽可能地工作更长时间，达到延长网络生命周期，提高网络使用寿命的目的。介绍了无线传感器网络的概念、体系结构以及特点：按网络结构把路由协议主要分为平面路由协议和分层路由协议两大类，并对主要的平面路由协议和分层路由协议进行了研究和分析比较；对典型的分层路由算

2、法LEACH进行了深入研究，说明了LEACH算法的无线能量传输模型和优缺点。在此基础上，给出分层混合路由协议HMP。HMP协议引用了迪杰斯特拉算法计算数据传输的优化路径，并考虑了优化路径上节点的剩余能量状况，建立了簇首多跳节能通信机制：采用仿真工具NS2对HMP算法和LEACH算法进行了仿真分析。实验结果表明，HMP算法在分层结构的基础上，簇首间引入平面结构，通过引用迪杰斯特拉算法，并考虑簇首节点当前的剩余能量，建立簇首单跳或多跳的通信方式，均衡了网络能量损耗，延长了网络生命周期。关键词：无线传感器网络，分层

3、，LEACH，混合，路由算法，迪杰斯特拉算法，生命周期，NS2仿真南京I

4、JI{电大学颀士研究生学位论文AbstractWirelesssensornetworknodesadoptbatterytoprovideenergy．Theworkingconditionsarepoorandcomplexingeneral．Thenodeisinastateofunattendedmostofthetime．Theenergyofthenodecannotbesupplemented．Thecomputing，s

5、torageandcommunicationcapabilitiesofthenodeareverylimited．Theprimarydesigngoalofroutingprotocolsinthewirelesssensornetworkistoincreasetheeffectivenessofnodes’energy，SOthatthenetworkcanworkaslongeraspossibleunderalimitedenergy,toachievethegoalofextendnetwork

6、lifetime．First，thearticleintroducestheconcept，architectureandcharacteristicofwirelesssensornetwork．Andthendividestheroutingprotocolsintotwocategoriesbynetworkstructure：flatandhierarchicalroutingprotocols，whicharestudiedandcompared．Second，thearticlestudiesth

7、etypicalhierarchicalroutingprotocolsofLEACHin·depth，illustratestheradiopropagationmodelofLEACHalgorithmandgivesitsadvantagesanddisadvantages．Andthenbasingontheabove，thehierarchicalmixroutingprotocol-HMPisgiven．HMPprotocoladoptDijkstraalgorithmtocomputethesh

8、ortpathofdatatransmissionandalsotakesintoaccountofthesituationofthenode’SresidualenergySOastoestablishtheclusterheadmulti—hopsaving-energycommunicationmechanism．Finally,thearticleanalysistheHMPalgorithmandLEACHalgorithmbyusingthesimulationtoolofNS2．Thesimul

9、ationresultsshowthatbasingonthehierarchicalstructure，adoptingDijkstraalgorithmtocomputetheshortestpath，takingintoaccountofcurrentnodes’residualenergy，clusterheadsintroducingflatstructure，HMPalgorithmes