【摘 要】
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无线传感器网络(WSN),是上世纪90年代兴起的研究领域,以其灵活、快速、自组织等优点,目前在全球范围内受到了广泛关注。在无线传感器网络中,由于无线传感器节点本身具有小型
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无线传感器网络(WSN),是上世纪90年代兴起的研究领域,以其灵活、快速、自组织等优点,目前在全球范围内受到了广泛关注。在无线传感器网络中,由于无线传感器节点本身具有小型、轻量、廉价的特点,所以不可能携带很多能源,因此节点和网络的节能一直是该领域研究的重点之一。高效、节能的组网和路由算法就是应这种要求而不断发展的。在节点数量较多的网络中,采用簇状网络可以有效的减少数据的延迟,增强网络的延展性和节能性能,因此簇状网络协议也是无线传感器网络研究中的重点之一。LBCP协议是应用了网络分层、不等半径分簇等多种思想的一种簇状无线传感器网络协议。然而在该协议实际应用之前,仍有一些环节需要改进,本课题的目的就是针对LBCP协议的不足加以改进。针对LBCP协议采用的以RSSI为基础的测距算法,本文讨论了该算法的误差产生原理,以及在本协议中应用该算法可能带来的测距误差大、产生非最优簇头、影响最终簇头数等缺陷。在LBCP协议中引入了基于网络分层的测距算法,并对引入该算法后的测距精度和最终簇头数目进行了理论与仿真相结合的分析,验证了改进的有效性。针对LBCP协议中提出的两种簇间干扰避免机制,本文分析了它们各自的优缺点,阐释了它们在实际应用中需要额外硬件和额外采集周期等局限性。在LBCP协议中引入了“带退避的TDMA"簇间干扰避免机制,阐述了该机制的思想以及该机制与LBCP协议相结合的步骤,给出了采集周期等指标的估算方法,并估算了给定网络参数下的采集周期,对结果进行了仿真验证,为实际应用提供了指导。对改进后的协议的能量性能进行了仿真验证。采用了不只关注生存节点数目,同时也关注生存节点位置分布的分析思想,验证了改进后的LBCP协议在节能以及网络节点间能耗平衡方面的有效性。
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