無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由協(xié)議研究

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1、分類號TP393密級公開UDC621.3學(xué)位論文編號D-10617-30852-(2016)-01018重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文中文題目無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由協(xié)議研究英文題目ResearchonClusteringRoutingAlgorithmforCognitiveRadioSensorNetwork學(xué)號S130131022姓名韓昊哲學(xué)位類別工程碩士學(xué)科專業(yè)電子與通信工程指導(dǎo)教師裴二榮副教授完成日期2016年6月8日重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)與認(rèn)知無線電技術(shù)(CR)相結(jié)合,形成了一

2、種新型網(wǎng)絡(luò)模式:無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)(CRSN)。傳統(tǒng)WSN和認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)(CRN)的路由協(xié)議已無法適用于這種新型的網(wǎng)絡(luò),需要結(jié)合兩者特性重新設(shè)計(jì)適用于CRSN的路由協(xié)議。分簇路由協(xié)議具有拓?fù)涔芾矸奖?、能量利用率高且有利于?shù)據(jù)融合與傳輸處理的優(yōu)點(diǎn),因此CRSN分簇路由協(xié)議成為了國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。論文主要研究內(nèi)容如下:1.簡述了CRSN及其在各個領(lǐng)域的全新應(yīng)用,并對現(xiàn)有CRSN中的分簇路由算法進(jìn)行分析總結(jié)。2.傳統(tǒng)WSN分簇算法沒有考慮CRSN認(rèn)知功能帶來的信道資源優(yōu)勢,而CRN分簇算法沒有考慮到節(jié)點(diǎn)能耗受限制的問題,所以

3、兩種網(wǎng)絡(luò)中的分簇算法都無法適用于CRSN。針對WSN和CRN分簇算法的不足,本文提出一種能夠運(yùn)用于CRSN的低能耗自適應(yīng)非均勻分簇算法LEAUCH,該算法不僅能夠利用空閑頻譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸來降低能耗,同時運(yùn)用非均勻分簇方法來平衡多跳傳輸下各簇首的能耗。仿真結(jié)果表明,與現(xiàn)有WSN和CRSN中的幾種典型分簇路由算法相比,LEAUCH算法在簇首能量消耗、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)存活時間等性能方面有較好的提升。3.針對CRSN中認(rèn)知功能帶來的額外能耗和處理要求與傳感器節(jié)點(diǎn)有限資源的矛盾以及CRSN中高成本實(shí)現(xiàn)與其低成本實(shí)現(xiàn)要求的矛盾,本文提

4、出一種認(rèn)知節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)分離的異質(zhì)無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)(H-CRSN),以及該網(wǎng)絡(luò)下的分簇路由算法EECH。在分簇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下,以每個認(rèn)知節(jié)點(diǎn)所感知的空閑信道數(shù)為權(quán)重,選出檢測到可用信道數(shù)較多且剩余能量滿足能量閾值的節(jié)點(diǎn)成為簇首,其他非簇首的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)輔助簇首進(jìn)行頻譜感知,最終和傳感器節(jié)點(diǎn)按照通信代價(jià)最小原則決定從屬的簇。該算法不僅能夠極大地緩解傳感器節(jié)點(diǎn)能量資源不足的問題,還能夠降低網(wǎng)絡(luò)部署成本。仿真結(jié)果表明,該分簇路由算法能夠適用于H-CRSN,并且有效延長了網(wǎng)絡(luò)生命周期。論文深入研究了CRSN分簇路由協(xié)議及其相關(guān)的關(guān)鍵

5、技術(shù)問題,并取得了一定的研究成果,對未來CRSN的研究具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。I重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò),認(rèn)知無線電,無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò),分簇路由算法,網(wǎng)絡(luò)生命周期II重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAbstractTheintegrationofwirelesssensornetwork(WSN)andcognitiveradio(CR)technologyenablesanewparadigmofcommunication:cognitiveradiosensornetwork

6、s(CRSN).TheexistingWSNandCRNroutingprotocolisnolongerfitforthisnewpatternnetwork.Thus,it'snecessarytocombinethesefeaturestore-designaroutingprotocolforCRSN.Withthefeaturesofeasiertopologymanagementandhigh-efficiencyenergysaving,clusteringroutingprotocolisadvantag

7、eousfordatafusionandtransmissionprocessing.Asaresult,clusteringroutingprotocolbecomesaresearchhotspot.Themainresearchworkandinnovativeachievementsofthethesisareasfollows:Firstly,newapplicationsinvariousfieldsofCRSNareoutlinedandtheexistingclusteringroutingalgorit

8、hminCRSNisanalyzedandsummarized.Secondly,consideringthelackoftheadvantageofchannelresourcebroughtbyCRfunctionintheexistingclusteringalgorithminWSNandtheCRnetwo

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