无线传感器网络中基于ETBG算法的分簇拓扑控制研究

作     者：王志龙 

作者单位：郑州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：阎新芳

授予年度：2011年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 

主      题：无线传感器网络 分簇路由协议 梯度 分簇拓扑控制 ETBG优化 

摘      要：无线传感器网络是一门融合了传感器技术、计算机科学技术、通信、信号处理等学科的交叉学科,在一些特殊领域有着其广泛的应用性,近些年来成为一个新兴的研究热点。 无线传感器网络由许多能量不能再生的传感器节点组成,这些节点协同地采集和处理数据,并把处理过的数据通过自组织、多跳的通信方式把监测到的信息传输给基站。为了有效的延长其生存周期,就要求它们协同工作时的规则更加简洁有效。分簇路由协议是这些规则中最核心的技术之一,负责把数据分组从源节点引导到目的节点的关键任务,而分簇拓扑结构是路由的关键,当仁不让的成为众多学者研究的焦点。 文中介绍一种基于梯度的分簇拓扑控制算法ETBG（energy-aware topology control protocol based on gradient）,并针对新节点加入（节点上线）与节点能量耗尽（节点下线）所引起的网络拓扑变化,给出该算法的维护更新算法。另外由于该算法在选择簇头的策略上只考虑了剩余能量,而没有考虑距离因素,这样就会造成一些节点负担太重,使得耗能过快而死亡,从而影响到整个网络的生存周期。因此本文在节点选择簇头的过程中考虑了能量和距离的均衡因素,并针对ETBG算法致使簇头节点数量过多和过于集中的问题进行了优化——在成簇的过程中,采用同梯度等级的节点选举簇头的策略,并在网络生成簇树的过程中参考了EAHC-G算法的思想,使整个网络的簇头个数更加合理,从而延长了整个网络的生存周期。