基于节能策略的无线传感器网络路由算法的研究

【摘要】：无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是新兴的传感器网络，是分布式自组织网络，它与现有无线网络有相似之处，但也存在很大差别。WSN由很多传感器节点组成，它们采集信息，将获取到的信息发送给任务管理节点或者需要这些信息的用户。 本文主要针对WSN中传统分簇路由协议—LEACH协议进行了改进研究。传统LEACH分簇路由协议通过概率公式使每个节点作簇头的概率相同，目的是想要达到网内各节点耗能相对均衡。该算法存在不足。因为有些处于关键位置的节点转发消息的频率比较高，耗能较快，如果它们也等概率被用作簇头，一旦能量耗尽，网络就有断裂的危险。 本文将蚁群算法应用到对LEACH协议的改进中。在分簇阶段，依照传感器节点的剩余能量水平和节点聚集度这两个因素定义了节点的能量信息素和距离信息素两个性质。最后得到了新的簇头选举公式。通过这样改进使簇结构更加合理。仿真结果表明，与传统的LEACH路由算法相比，该算法不但能够有效地均衡网络节点的能耗，而且能够有效延长无线传感器网络的生命周期。 【关键词】：无线传感器网络 蚁群算法 路由协议 分簇算法
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-12
• 1.2.1 无线传感网络技术主要研究问题10-11
• 1.2.2 蚁群算法研究现状11-12
• 1.3 本文工作12
• 1.4 本文结构12-14
• 第2章 无线传感器网络路由协议研究14-21
• 2.1 无线传感器网络路由协议14-16
• 2.1.1 无线传感器网络工作特点14-15
• 2.1.2 路由协议的性能指标15-16
• 2.1.3 路由协议的分类16
• 2.2 典型无线传感器路由协议介绍16-20
• 2.2.1 平面路由协议16-18
• 2.2.2 分层路由协议18-20
• 2.3 路由协议的分析比较20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 蚁群算法21-30
• 3.1 蚁群算法概述21-26
• 3.1.1 基本原理21-22
• 3.1.2 机制原理介绍22-26
• 3.2 在无线传感网络路由协议中的应用26-28
• 3.2.1 蚁群算法应用于平面路由26-28
• 3.2.2 蚁群算法应用于分簇路由28
• 3.2.3 基于蚁群算法的路由协议分析比较28
• 3.3 本章小结28-30
• 第4章 基于蚁群算法的 LEACH 协议的分析和改进30-41
• 4.1 LEACH 协议算法概述30-33
• 4.1.1 算法思想30-32
• 4.1.2 算法的不足32-33
• 4.2 蚁群分簇算法设计思想33-35
• 4.3 蚁群分簇算法相关概念35-38
• 4.3.1 能量信息素35-36
• 4.3.2 距离信息素36
• 4.3.3 簇树网络路由构建36-37
• 4.3.4 簇头选举公式37-38
• 4.4 蚁群分簇算法描述38-39
• 4.5 蚁群分簇算法分析39-40
• 4.6 本章小结40-41
• 第5章 仿真实验及仿真结果分析41-46
• 5.1 实验网络模型及参数41-43
• 5.1.1 无线通信模型41
• 5.1.2 网络设置41-42
• 5.1.3 仿真计算流程及实验参数42-43
• 5.2 仿真结果分析43-45
• 5.3 本章小结45-46
• 第6章 结论46-48
• 6.1 本文工作46
• 6.2 未来工作的展望46-48
• 参考文献48-51
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果51-52
• 致谢52

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