无线传感器网络集群路由协议研究

论文摘要

无线传感器网络被称为未来改变人类生活方式的技术之一，近几年来，受到国内外广泛关注，成为研究热点之一。节约能量是传感器网络路由协议设计的核心问题之一，论文围绕能量这一要素对无线传感器网络中的集群路由协议进行了研究，取得了一些有意义的成果。论文首先介绍了无线传感器网络的特点和应用，以及路由协议的研究现状，其中重点讨论了集群路由协议，并指出目前典型的集群路由协议在群首选择，节点管理和能量开销上存在的问题。接着针对集群路由协议中存在的问题，提出了相应的改进策略。在群首选择上，提出门限调整选择策略(TCSA)；在节点管理上，提出主动选择策略(ASA)；在能量开销上，提出能量均衡策略(EBA)。理论分析和仿真结果都表明，在集群路由协议中引入这些策略之后，网络能耗有了较大的降低。最后将TCSA、ASA和EBA，构成了一个集群路由协议PEEBC。协议首先利用ASA来选出工作节点，然后用TCSA来构造形成群，最后在稳定工作阶段采用单一节点通信的方法并且引入EBA，使网络性能获得了很大的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 无线传感器网络概述
• 1.1.1 无线传感器网络简介
• 1.1.2 无线传感器网络与 Ad Hoc 网络比较
• 1.1.3 传感器网络的应用
• 1.2 传感器网络的路由协议
• 1.3 集群路由协议
• 1.3.1 集群路由协议的发展
• 1.3.2 集群路由协议存在的问题
• 1.4 论文的主要工作
• 2 网络模型和无线通信模型
• 2.1 数据传递模型
• 2.2 无线信道传输模型
• 2.3 无线能量模型
• 2.4 本文的网络模型与仿真模型
• 2.4.1 网络模型假定
• 2.4.2 节点能耗计算
• 2.4.3 协议性能的衡量指标
• 2.5 本章小结
• 3 集群路由协议分析及提出的改进策略
• 3.1 分布式集群路由协议
• 3.2 群首选择算法
• 3.2.1 典型群首选择算法分析
• 3.2.2 门限调整选择策略（TCSA）
• 3.2.3 TCSA 性能分析
• 3.3 集群路由协议中的节点管理
• 3.3.1 典型的节点管理方法分析
• 3.3.2 主动选择策略（ASA）
• 3.3.3 ASA 性能分析
• 3.3.4 仿真结果
• 3.4 集群路由协议中的能量均衡
• 3.4.1 集群路由协议的能耗均匀性分析
• 3.4.2 能量均衡策略（EBA）
• 3.4.3 EBA 性能分析
• 3.4.4 仿真结果
• 3.5 本章小结
• 4 结合 TCSA-ASA-EBA 的集群路由协议
• 4.1 三个策略的结合
• 4.2 PEEBC 集群路由协议
• 4.3 仿真结果
• 4.4 本章小结
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在研究生期间公开发表的论文