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基于LEACH的WSN分簇路由协议研究

作　者: 杨伟伟
导　师: 申金媛
学　校: 郑州大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 无线传感器网络 路由协议 LEACH 能量均衡 Hopfield模型
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 151次
引　用: 1次
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内容摘要


新兴十大技术之一的无线传感器网络是新一代的传感器网络,是集传感器技术、微机电技术、现代网络与无线通信于一体的综合智能信息处理平台,可广泛应用于公共安全、生态环保、应急指挥、智能交通、智能家居等诸多领域。能量受约束是无线传感器网络的重要特点,如何在能量有限的情况下有效的延长网络的生命周期成为了目前重点的研究领域。网络数据的传输是网络能量消耗的主要部分,所以对无线传感器网络路由协议的研究就非常有意义。本文重点研究和分析了无线传感器网络的经典分簇路由协议LEACH协议,针对LEACH协议中,簇首分布不均,节点能耗不均衡,单跳路由等不足,提出了LEACH-DE算法、LEACH-H算法以及LEACH-DEH算法。LEACH-DE算法在簇首的选择过程中,不仅考虑了节点的剩余能量,并且还考虑的簇首间的间距,节点不仅是剩余能量大才有资格竞选簇首,而且选为簇首的节点间的距离还要满足约束条件,因此才能达到簇首分布均匀和节点能耗均为的目的。仿真结果显示,该算法可以有效地延长网络生命周期和均衡网络能耗。LEACH-H是在数据传输阶段采用Hopfield模型进行多跳传输。仿真结果表明,该算法可以延长网络生命周期,并且提高路由选择的速度,适合于大规模的无线传感器网络。LEACH-DEH是综合了LEACH-DE算法和LEACH-H算法,在簇首选择时考虑节点剩余能量和簇首间距,同时在数据传输节点采用Hopfield模型多跳路由。仿真结果显示,综合的算法在均衡网络能耗和延长网络生存时间上较LEACH-ED算法和LEACH-H算法都有进一步的提高。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-14
  1.1 无线传感器网络的研究现状  9-12
  1.2 无线传感器网络的研究前景  12-13
  1.3 本文结构  13-14
第二章 无线传感器网络概述  14-19
  2.1 无线传感器网络简介  14
  2.2 无线传感器网络的体系结构  14-17
    2.2.1 网络体系结构  14-15
    2.2.2 节点体系结构  15-17
  2.3 无线传感器网络的特点  17-19
第三章 无线传感器中的路由协议  19-40
  3.1 路由协议概述  19-27
    3.1.1 路由协议的基本概念  19-21
    3.1.2 路由协议的特点  21-22
    3.1.3 路由协议的设计要求  22-24
    3.1.4 路由协议的分类  24-27
  3.2 典型的路由协议分析  27-35
    3.2.1 Flooding协议和Gossiping协议  27-29
    3.2.2 SPIN协议  29-30
    3.2.3 Directed Diffusion协议  30-31
    3.2.4 LEACH协议  31-32
    3.2.5 PEGASIS协议  32-34
    3.2.6 TEEN协议  34-35
    3.2.7 SAR协议  35
  3.3 无线传感器网络路由协议比较  35-38
  3.4 小结  38-40
第四章 基于能量和距离的簇首选择算法  40-50
  4.1 LEACH算法  40-42
  4.2 LEACH协议的能量模型  42-44
  4.3 LEACH协议分析  44-45
  4.4 基于能量和距离的簇首选择算法及仿真分析  45-48
    4.4.1 基于能量和距离的簇首选择算法  46-47
    4.4.2 仿真结果与分析  47-48
  4.5 结论  48-50
第五章 基于Hopfield模型的多跳算法  50-57
  5.1 Hopfield模型  50-53
  5.2 基于Hopfield神经网络的多跳路由算法  53-55
  5.3 仿真结果与分析  55-56
  5.4 结论  56-57
第六章 基于LEACH的高效节能协议  57-63
  6.1 基于LEACH的高效节能算法描述  57-59
    6.1.1 簇的建立  57-58
    6.1.2 稳定数据传输阶段  58-59
  6.2 仿真结果与分析  59-61
  6.3 结论  61-63
第七章 总结与展望  63-65
  7.1 总结  63-64
  7.2 展望  64-65
参考文献  65-69
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  69-70
  个人简历  69
  在学期间发表的学术论文与研究成果  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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