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《电子科技大学》 2006年
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无线传感器网络路由算法研究

李炯  
【摘要】: 无线传感器网络路由算法是无线传感器网络研究中一个重要问题,本文讨论了无线传感器网络洪泛算法,改进了SPIN算法,提出了最优跳数算法和多层极小支配集聚类算法,并编写了WSNSimulate程序对这些算法进行了仿真试验。 本文介绍了无线传感器网络的实际应用和体系结构,并在此基础上提出无线传感器网络对路由算法特性的要求,包括正确性、简单性、健壮性、节能性、快速性,又提出使用丢包率、数据有效率、能量有效率、网络寿命、延迟时间等指标来表征这些特性。然后给出WSNSimulate程序的基本数据结构。 在洪泛算法研究中,首先针对3-邻点、4-邻点和6-邻点的无线传感器网络分析了洪泛效率、网络健壮性,然后推广到n-邻点的无线传感器网络中,并给出无线传感器网络部署面积、节点个数、最大传输距离、和平均邻点数之间的经验公式,并用仿真程序进行了验证。最后,使用仿真程序对洪泛算法的丢包率、数据有效率、能量有效率、网络寿命、延迟时间等指标进行了仿真分析。 在SPIN算法研究中,首先给出基本的SPIN-PP算法的有限自动机,并分析节点之间传输数据的过程;然后分析了改进的SPIN-BC算法,并在此基础上提出改进的SPIN-BC+算法。然后分析了SPIN的节能特性有很大提高,但快速性有很大降低,最后通过仿真实验,得到SPIN的综合评价,是一种适用于节点计算能力有限的,网络部署区域为长矩形,数据对时间不敏感一种平面路由协议。 最优跳数算法是根据最小跳数算法提出的改进,首先分析了最小跳数算法在能量消耗和负载均衡上存在的问题,在此基础上提出了,通过定期广播维护邻点信息表,将简单的选择低跳数节点变为综合考虑能量、负载和跳数来选择路由节点的最优跳数算法。仿真程序验证了最优跳数算法的在各方面性能上的提升。 多层极小支配集聚类算法是对随机聚类算法的改进,首先讨论了随机聚类算法存在的能量分布不均,header节点选举复杂的问题,然后讨论了图论中的极小支配集算法,并根据实际需要提出了一种改进的简化近极小支配集的算法,大大降低了计算极小支配集的复杂程度,然后讨论了极小支配集应用在无线传感器网络的聚类的实现。最后用仿真程序验证了该算法在节能性方面的突出改进。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【参考文献】
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