基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分族算法研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法研究ResearchonClusteringAlgorithmForWirelessSensorNetworkBasedOnLEACHProtocol作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：學(xué)號：王愛差通信皇值：息系統(tǒng)0210778指導(dǎo)教師：：王萏一一完成日期：201304蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算

2、技術(shù)、微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)等多個學(xué)科，具有易部署、可擴展、高可靠等特點，是一種新興的交叉研究領(lǐng)域。它在軍事國防、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療搶險以及商業(yè)應(yīng)用等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心，依靠節(jié)點采集監(jiān)測區(qū)域信息，對其處理并傳送給終端用戶。但傳感器節(jié)點具有電池供電，能量有限，無法補充的缺點，因此，如何高效地利用有限的節(jié)點能量是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的重點和難點。本文在系統(tǒng)分析分簇路由LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)上，對該協(xié)議原理進

3、行深入研究，分析協(xié)議存在的優(yōu)缺點，給出一種基于層次簇頭概率的路由算法ECHNL，對LEACH協(xié)議做了較好的改進，具體內(nèi)容如下：首先，概述課題的研究背景和主要工作，介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，主要包括通信體系結(jié)構(gòu)、傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)的各層協(xié)議結(jié)構(gòu)，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和Adhoc網(wǎng)絡(luò)進行比較。然后，概述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，針對不同的環(huán)境要求對其進行相應(yīng)分類；歸納無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中較為典型的路由協(xié)議，并對路由協(xié)議進行評價；總結(jié)設(shè)計

4、性能優(yōu)良路由協(xié)議的主要考慮因素，研究雙宿容錯路由技術(shù)。重點研究LEACH協(xié)議，分析該協(xié)議存在的優(yōu)缺點。針對LEACH協(xié)議在簇頭建立過程中簇頭隨機選舉、選舉閾值丁(，z)時未考慮節(jié)點剩余能量及LEACH協(xié)議自身容錯機制有限三方面的問題，本文結(jié)合1：1雙宿容錯路由技術(shù)，引入主簇頭和備選簇頭思想，采用“層次簇頭概率”，將選舉閾值丁(以)改為基于能量和層次簇頭概率的改進閾值Z、’，提出ECHNL算法。詳細(xì)描述ECHNL算法在簇頭節(jié)點建立階段和數(shù)

5、據(jù)穩(wěn)定傳輸階段的工作過程，其中主要針對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點初始化、簇頭節(jié)點選舉、簇間和簇內(nèi)路由結(jié)構(gòu)進行研究和改進。通過理論分析初步表明ECHNL算法在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量消耗方面優(yōu)于LEACH協(xié)議。最后，利用NS2軟件平臺，構(gòu)建改進算法ECHNL的仿真實驗環(huán)境，對ECHNL算法與LEACH協(xié)議和RPUCDH算法進行性能比較，通過仿真進一步表明，與LEACH協(xié)議和RPUCDH算法相比，ECHNL算法能夠較好的優(yōu)化簇頭選舉、均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量消耗，有效延長網(wǎng)絡(luò)生