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无线传感器网络中能量有效的基于地理位置的分簇路由研究

作 者: 闫利兵
导 师: 阔永红
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 层次路由 地理位置路由 均匀分簇 最优多跳
分类号: TP212.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 39次
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内容摘要


无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量散布在一个特定区域内的廉价、低功耗的传感器节点通过无线互联自组织构成的网络,能够实时感知、采集、处理区域内的各种信息并发送给终端用户,在国防军事、环境监测、灾难现场等领域都有广泛的应用前景。由于传感器节点通常采用电池驱动,一旦布置,很难再补充能量。因此,如何利用有限能量有效延长网络生存周期始终是无线传感器网络研究中的一个关键问题。本文主要研究了分簇路由协议和基于地理位置的路由协议,并且针对这些协议能耗高、生存周期短以及分簇不合理等缺点,设计了一种能量有效的基于地理位置的多跳分簇路由算法(EELMCRP)。该算法通过地理位置信息把网络区域分成固定的簇,从而简化了簇头选举和簇形成过程,并采用目的导向的多跳路由实现中继转发。仿真结果表明,EELMCRP可以延长网络的生存周期,更加有效地利用能量,提高网络吞吐量,改善网络可扩展性。其中,EELMCRP的生存周期为LEACH的2.9倍,EELMCRP吞吐量是LEACH的3.4倍。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 论文内容及结构安排  10-11
第二章 无线传感器网络路由协议研究  11-29
  2.1 无线传感器网络结构  11-13
  2.2 无线传感器网络路由协议  13-14
    2.2.1 网络特性  13
    2.2.2 传输能量模型  13-14
  2.3 路由协议设计目标  14-19
    2.3.1 无线传感器网络参考模型  15-16
    2.3.2 无线传感器网络路由协议分类  16-19
    2.3.3 路由协议性能比较  19
  2.4 层次路由协议  19-24
  2.5 基于地理位置的路由协议  24-27
  2.6 本章小结  27-29
第三章 能量有效的基于地理位置的多跳分簇路由算法  29-43
  3.1 问题描述  29-31
  3.2 算法思想  31-35
    3.2.1 初始化阶段  32
    3.2.2 能量筛选  32-33
    3.2.3 簇头选举  33
    3.2.4 簇形成  33-34
    3.2.5 数据传输  34-35
  3.3 能量有效的基于地理位置的多跳分簇路由算法  35-42
    3.3.1 初始化阶段  35-37
    3.3.2 设置阶段  37-40
    3.3.3 稳态阶段  40
    3.3.4 数据传输阶段  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 算法的仿真实现与性能分析  43-53
  4.1 EELMCRP 的仿真与分析  43-44
    4.1.1 MATLAB 仿真环境  43
    4.1.2 仿真场景设置  43-44
    4.1.3 仿真参数  44
    4.1.4 仿真数据的收集  44
  4.2 性能分析  44-51
    4.2.1 评价指标  44-45
    4.2.2 结果分析  45-51
  4.3 本章小结  51-53
第五章 总结与展望  53-55
  5.1 总结  53-54
  5.2 下一步工作  54-55
致谢  55-57
参考文献  57-61

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器(变换器)、传感器 > 传感器的应用
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