能量高效的无线传感器网络分簇路由算法研究

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:super4ok
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网络能耗和数据传输可靠性是无线传感器网络路由算法重要的性能指标,分簇路由算法能有效均衡网络能耗,数据汇聚技术能提高网络能量利用率。但目前,兼顾网络能效和移动汇聚节点(Sink)的路由算法还很少。本文结合移动Sink数据收集算法和簇首选择机制,目的是实现高效选择簇首的同时,均衡网络能耗并延长网络寿命,论文的主要工作如下:1.分析网络数据传输特点,结合节点信息和传输能耗,建立节点能耗模型,降低高能耗区域的能量消耗。同时根据网络数据的丢包率和数据接收率,评估链路质量,丢弃或合并无效路径,提高网络稳定性。2.针对分簇网络产生的网络热区问题和网络能耗不均匀,设计一种基于模糊控制的簇首选择机制,该方法首先以节点相对剩余能量、距离簇中心远近和节点间相对距离为模糊输入变量,再根据模糊规则输出节点的相对优先级顺序,选择局部区域内优先级最大的当选簇首,同时完成簇内数据融合。该算法能够有效控制簇的规模,判断簇结构大小并按需完成簇首更新,降低网络整体能耗。3.为降低网络事件数据丢包率,提高网络可靠性。设计一种结合簇首的移动Sink的数据收集机制,算法首先将网络划分为多个网格单元簇,同时分析簇内节点和空间对Sink移动的影响,以Sink的移动方向和停留时间动态计算下一跳位置并形成移动路径。最后,基于路径能耗、移动次数和停留时间,采取线性加权法,计算路径质量并完成网络事件数据收集。进一步提升网络可靠性,延长网络寿命。本文在同一仿真环境下对本文提出的CRAFC路由算法与SCMR、FCM-OCM以及VGDRA算法进行对比测试,仿真结果显示,网络平均检测失真下降了21%、16%和7%,网络寿命延长3.2倍、2.5倍和1.25倍。同时,CRAFC路由算法的网络能耗也更加均衡。能量利用率更高。
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