异构无线传感器网络分簇路由算法研究

• 作 者: 李京
• 机 构: 北京邮电大学
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: 异构无线传感器网络 分簇路由算法 能量均衡 NS2仿真

无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)成为物联网感知层的研究热点。物联网感知层组网节点数目庞大和能量受限,因此设计能量有效的路由算法成为保证网络性能的关键问题之一。根据WSN特点将网络中的节点分簇并使用分簇路由算法。研究表明,分簇路由算法比传统平面路由算法更具节能性,同时,引入高能异构节点可以提升网络性能。本文对异构WSN的分簇路由算法进行了深入研究,主要完成了以下工作：1.分析和研究了传感器网络中分簇路由算法的基本原理,针对经典分簇路由算法LEACH和DEEC的不足提出了本文的研究问题,形成适用于异构WSN的分簇路由算法设计思路和方案。2.提出了基于分簇的高效异构WSN路由算法DEEC-adv,改进算法主要是在网络层引入基于相对剩余能量的簇头选举策略和单跳、多跳相结合的混合路由算法,避免了传统路由算法中处在感知区域边界附近的节点耗能过大问题,使网络选择簇首节点更加高效。3.分析了改进算法DEEC-adv在异构WSN中的簇首选择策略、数据传输策略对网络寿命、能量消耗和数据传输量等参数的影响,并通过MATLAB对异构网络进行仿真,仿真结果表明,DEEC-adv算法应用于异构WSN时有效延长了网络生命周期,提高了能量利用率。4.建立了基于NS2的异构WSN路由算法仿真平台,在DEEC-adv协议和DEEC协议下,对网络寿命、系统能耗、发送数据量等参数进行仿真、对比。仿真结果表明,论文提出的DEEC-adv协议在节能、数据传输等方面都有一定提升,与理论相符。最后,根据算法和协议的仿真结果得出本文结论并给出展望。