论文摘要
无线传感器网络由许多具有无线通信能力的低成本、密集部署的传感器节点组成，其性能主要局限于传感器节点的低电池能量、低计算能力以及低存储能力和较小的传输范围，所以传感器网络的路由协议必须慎重设计，以获取节点更高效的通信能力。近年来人们在无线传感器网络路由技术取得了一些成果，提出了很多适合无线传感器网络特点的路由协议，比如定向扩散(Directed Diffusion)、LEACH、SPIN、TEEN、APTEEN、PEGASIS等。本文主要研究无线传感器网络定向扩散路由算法和LEACH簇头选择算法，对定向扩散路由协议的单层结构提出一种多层改进方案，并对LEACH簇头选择的算法进行改进，期望为推动本领域的发展作一点贡献。论文的内容主要包括如下几个方面：1．从整体上介绍无线传感器网络的基本概念，包括无线传感器网络系统结构、特征和应用领域，然后根据提出的网络体系结构框架，分析无线传感器网络的几项关键技术。2．分析了现有的无线传感器网络的路由协议，对其进行了归类。介绍了几个典型的路由协议，并从相关性能指标对两类路由协议进行了分析比较。3．提出一种基于定向扩散的多层改进方案，该方案采用多层结构，在数据传输过程中建立节点的属性并进行父亲选择融合和数据分发，仿真结果表明，多层改进方案较之定向扩散节约了约50％的传输能量，而没有影响网络的可靠性和传输效率。4．对无线传感器网络经典的LEACH路由算法作了分析，并针对其簇头选择的局限性提出了改进。改进后的LEACH算法基于对节点的剩余能量的感知的基础上，在整个网络中均匀地分布簇头。仿真结果显示，改进后的算法较之LEACH算法可以在节点间更有效的分布能量的消耗，并且提高了网络生存时间。