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试析均衡一种面向能耗均衡WSN分簇路由算法

收藏本文 2024-04-11 点赞:6581 浏览:21064 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是21世纪最具影响力的新兴技术之一,因其运用前景广阔备受各国重视。在WSN内部分节点承担了更多的数据转发任务,造成网络能耗分布不均,引发能量空洞现象。能量空洞的出现最终导致网络中断,当网络停止工作时,网内仍存留大量能量未被利用。由此,如何均衡网络能耗负载是WSN路由机制的探讨热点。本论文提出一种面向能耗均衡的WSN分簇路由算法(global energybalanced routing algorithm, GEBR)算法,主要内容包括簇构建历程和簇间路由建立历程设计:1.本论文提出的面向网络能耗均衡的簇算法的主要工作包括:推导WSN中最佳簇首个数,优化簇首占节点总数比例p值;节点根据自身剩余能量与节点平均能量之比、节点到基站距离与节点距离基站的平均距离之比、当轮簇首比例p等参量调节阈值T(n),降低能量低或距离远的节点当选簇首的概率;基站集中计算各簇的最佳簇半径,簇首根据各自的最佳簇半径划分簇区,达到制约簇规模的目的;标记未加入簇的节点为冗余节点,减少处于工作状态的传感器节点数。2.本论文提出的簇间路由算法以均衡网络能耗为主要目标、兼顾降低网络总能耗。本论文通过基站集中的自上而下构造路由树来构造数据传输路径。在网络运转的每轮历程中,基站根据各个簇的规模和簇首到基站距离挑选节点相对密集、传输能耗小的簇首为“超簇首”。其他簇首根据邻居簇的簇成员规模和簇间距离选择节点密集、传输能耗少的簇首作为下一跳。本论文最后利用仿真工具OMNeT++4.1对GEBR算法进行仿真浅析,并与LEACH、LEACH-C、EEUC算法以网络能耗、网络负载均衡性、网络存活节点数三方面进行比较浅析。实验结果表明GEBR算法能够更好地均衡网络能耗负载,降低网络能耗,达到了延长网络寿命的目的。关键词:无线传感器网络论文能耗均衡论文分簇路由协议论文多跳论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-10

    第一章 绪论10-14

    1.1 探讨背景、目的及作用10-11

    1.1.1 探讨背景10

    1.1.2 探讨目的及作用10-11

    1.2 国内外探讨近况11-13

    1.2.1 WSN 进展与运用11-12

    1.2.2 分簇路由机制探讨综述12-13

    1.3 论文结构13-14

    第二章 相关知识概述14-25

    2.1 无线传感器网络概述14-17

    2.1.1 WSN 系统结构14-15

    2.1.2 WSN 的特点15-17

    2.2 WSN 路由机制概述17-20

    2.2.1 WSN 路由机制综述17-19

    2.2.2 路由算法设计的关键不足19-20

    2.3 能量空洞20-24

    2.3.1 定义20

    2.3.2 形成理由20-22

    2.3.3 解决案例22-24

    2.4 本章小结24-25

    第三章 面向能耗均衡的簇构建算法25-37

    3.1 不足背景25-26

    3.2 关键不足解决案例26-32

    3.2.1 整体思路26

    3.2.2 节点工作状态的设定、转换26-27

    3.2.3 最佳簇首数和簇规模制约27-31

    3.2.4 簇首选举优化算法31-32

    3.3 簇构建算法描述32-36

    3.3.1 簇构建流程32-35

    3.3.2 算法伪代码35-36

    3.3.3 算法复杂度36

    3.4 本章小结36-37

    第四章 面向能耗均衡的簇间路由算法37-44

    4.1 不足背景37-38

    4.2 整体思路及解决案例38-40

    4.3 簇间路由算法描述40-43

    4.3.1 簇间路由构造历程40-42

    4.3.2 算法伪代码42-43

    4.3.3 算法复杂度43

    4.4 本章小结43-44

    第五章 仿真实验与性能浅析44-61

    5.1 仿真平台44-45

    5.1.1 各种仿真平台及比较44

    5.1.2 仿真平台的选择44-45

    5.2 网络模型45-46

    5.2.1 能量模型45

    5.2.2 网络模型设置45-46

    5.3 实验历程46-49

    5.3.1 实验流程46

    5.3.2 实验文件结构图46-47

    5.3.3 仿真历程图47-49

    5.4 实验结果浅析49-60

    5.4.1 网络能量消耗49-55

    5.4.2 负载均衡性55-59

    5.4.3 存活节点数59-60

    5.5 本章小结60-61

    第六章 总结与展望61-63

    6.1 工作内容61

    6.2 主要革新点61-62

    6.3 未来展望62-63

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