無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇算法地研究

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1、西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量低成本且具有傳感、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信能力的傳感器結(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成的多跳網(wǎng)絡(luò)?？梢栽诖蠓秶鷥?nèi)用于收集、處理和發(fā)布復(fù)雜的環(huán)境數(shù)據(jù)。借助傳感器網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行一些具體任務(wù)時(shí)，任務(wù)完成質(zhì)量是由網(wǎng)絡(luò)性能決定的，如網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡性、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等等。這些性能都與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)大多采用分簇結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)建立時(shí)，通過(guò)分簇算法將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)簇，每個(gè)簇由一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)和若干簇成員節(jié)點(diǎn)組成。簇頭負(fù)責(zé)管理簇內(nèi)資源分配和簇之間通信。簇成員節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和處理等。因?yàn)榇亟Y(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能

2、有很大影響，所以研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)性能有重要意義，因此在實(shí)際應(yīng)用中也具有重要意義。這篇論文對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法進(jìn)行研究，主要工作如下：一、將無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)中三種分簇算法引入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；其中一種自適應(yīng)按需加權(quán)分簇算法比較復(fù)雜，針對(duì)這一點(diǎn)，使用分項(xiàng)閾值判別代替分項(xiàng)數(shù)值計(jì)算，提出一種新型的自適應(yīng)按需加權(quán)算法。新算法的特點(diǎn)是，運(yùn)算簡(jiǎn)單，性能良好，負(fù)載平衡性突出。二、現(xiàn)有分簇算法一般只選取一個(gè)簇頭，有簇頭消亡便要重建網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不好?，F(xiàn)提出一種新型“雙簇頭”分簇機(jī)制，即分簇時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)簇頭，一個(gè)做簇頭，一個(gè)做備用簇頭，原簇頭消

3、亡時(shí)，備用簇頭升為簇頭，無(wú)需重建網(wǎng)絡(luò)，從而降低網(wǎng)絡(luò)更新頻率，提高了穩(wěn)定性。這種新機(jī)制可以引入現(xiàn)有的一些分簇算法當(dāng)中。引入新機(jī)制后，網(wǎng)絡(luò)趵穩(wěn)定性比原算法有很大提高，節(jié)點(diǎn)充當(dāng)簇頭的公平性也有一定提高。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；分簇算法；自適應(yīng)按需加權(quán)分簇算法：負(fù)載平衡因子；雙簇頭機(jī)制西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第Ⅱ頁(yè)AbstractWireleSSsensornetwork(WSN)ismul印le-hopnetworkself-organizedwithlotsoflow-COStsensorswithablitiesofsensing,datap

4、rocessingandwirelesscommunication．Ⅵ珩elesssensornerorkconfiguredautomaticallyishightyValuableinbothcivilaspectandmilitaryaspect．CarryingOUtsometasks．theaccomplishmentoftaskdependson也enetworkperformance．suchaslifctimeofnetwork,thebalanceofloadandstabilityetc．Allofthecapabilitie

5、srelatestonetworkhiberarchy．HiberarchyismostlyadoptedinWSN．AsWSNisestablishcd．thenetworkisdividedintosomeclusters．EvcryclusterismadeupofaclUSterhead(CH)nodeandsomeclastermembers．Theclusterheadmanagestodistributeresourceinclusterandcommunicationofclusters．Clustermembersareresp

6、onsiblefordatacollectingandprocessing．Bfcauseclusteringhasgrcatinfluenceonnetworkcapabillt、T．theresearchonclusteringalgorithmsinWSNisveryimportantfor也eadvanceofnetworkperformance，inpracticalapplicationaswell．ThethesisexpatiatestheresearchaimingatsomeclusteringalgorithmsinWlre

7、lessSensorNetwork，andthecentralachievementsisshownasfoliows：1．hthePal：，erthreeclusteringalgorithmsinAdHocnetworkareintroducedintowirelesssensornetwork．Oneofthesealgorithms，WhichcalledAutOmaticOn．demandWei吐tedclusteringalgorithm，iscomplex．InordertOreducethecomplexityof也atone．a(chǎn)

8、newalgorithmispresentedwhichadoptedthresholdestimation．insteadofnume