基于权值的WSN分布式分簇路由算法研究

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无线传感器网络技术被认为是21世纪中能够对信息技术、经济和社会飞速进步发挥重要影响的技术。由于无线传感器网络具有快速组网、灵活等特点,其应用领域十分广泛,并引起了学术界和工业界的高度重视。无线传感器网络由大量密集的传感器其节点组成,节点的电池能力、计算能力和带宽能力都十分有限、多跳路由、以数据为中心、拓扑动态变化、自组织、节点数量众多且分布密集等特点,传统的无线路由协议不再适合传感器网络。因此,设计出能够有效节能、延长无线传感器网络寿命的路由协议已成为目前研究的热点。本文首先对无线传感器网络的基本概念和网络体系结构进行介绍,分析了无线传感器网络的特点及关键技术;其次对无线传感器网络路由协议的相关知识进行了介绍,对几种典型路由协议的优缺点进行了对比和分析,并对其性能进行了评价;然后针对HEED协议、LEACH协议和最小ID算法节点分配密度不均、不能有效节约和均衡网络能量等问题,在此基础上进行了进一步的研究,提出了一种基于权值的无线传感器网络分布式分簇路由算法,该算法通过设定权值将节点度数、邻居节点的平均距离及节点的剩余能量考虑在内,综合选取最优的簇首节点,使节点密度均衡划分在各个区域内,从而平衡各个簇的网络负载;另外针对LEACH、PEGASIS、HEED簇间路由算法的缺陷,在WDCA算法的基础上,提出了基于单跳和多跳的簇间路由算法,从而进一步地均衡了网络能量消耗,提高了能量的利用率。最后经过NS-2仿真平台的测试,结果表明与其他算法相比,本文提出的算法有效均衡了网络的能量消耗,延长了网络的存活时间。
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