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《北京邮电大学》 2012年
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Research Analysis on Energy Efficient MAC And Routing Protocols for Wireless Sensor Network with Instigation of Novel Energy Efficient Routing Algorithm

Muhammad Haneef(穆罕穆德·哈尼夫)  
【摘要】:近年来伴随着微电子机械系统技术的发展潜力,无线传感网(WSN)技术受到极大的关注。WSN具有运用传感节点组网来沟通物质世界和虚拟世界的潜力。分布式传感节点是典型的电池供电设备,而对传感节点的电池进行充电或置换是一项复杂的任务,这使得系统的节能成为最受关注的课题。为了延长网络的寿命,从物理层到应用层的各网络层次都应当尽力地将节能应用到协议之中。 对于传感节点而言,主要消耗能量的三个操作分别是信号的感测、计算和发送。此外,其余的能耗主要来自无线信号相关操作。因此,无线传感网的通信协议必须考虑节能因素以延长网路寿命。本文提出了一种新型的路由算法——多组群LEACH (MG-LEACH)算法,利用剩余传感节点提升网络寿命。算法将避免不同传感节点对于相似事件的检测而产生关联度高的数据。这样既减少节点簇内的数据传递,又能节约节点的能量从而延长网络寿命。这个简洁的想法在运用于基于LEACH协议及其框架下的改进路由算法/协议时非常有效。同时该算法对于增强网络寿命的效率通过了MATLAB仿真的检验——这一关键性的评测被用来确定算法对于增加网络寿命的相关性和适应性。仿真结果确证了MG-LEACH比LEACH算法的性能更优秀,并能将网络寿命延长大约90%。 除了新型路由算法技术,本文还涉及了节能MAC层协议设计策略的理论分析,以及对当前无线传感网中节能MAC层协议的不足和缺陷的概括。并且阐述了无线传感网与其他常见ad-hoc网络的主要区别。此外还包括无线传感网的路由协议设计方案和难点,影响路由协议性能的因素的简单讨论,路由模型的对比分析的准备,以及基于改进路由算法的分簇方法的简介。多个改进的WSN路由算法的对比分析也被给出。 作为本文中新型算法的基础架构,LEACH(低功耗自适应集簇分层型协议)的成果和缺陷将被简单论述,并通过不同配置下的MATLAB仿真结果对其进一步分析。基于LEACH的多个改进算法的路由协议也将得以对比分析。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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