本文關(guān)鍵詞：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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【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(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.簡(jiǎn)述了CRSN及其在各個(gè)領(lǐng)域的全新應(yīng)用,并對(duì)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(shì),而CRN分簇算法沒有考慮到節(jié)點(diǎn)能耗受限制的問題,所以兩種網(wǎng)絡(luò)中的分簇算法都無法適用于CRSN。針對(duì)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(shí)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(shí)間等性能方面有較好的提升。3.針對(duì)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(gè)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(cè)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(zhǎng)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)鍵技術(shù)問題,并取得了一定的研究成果,對(duì)未來CRSN的研究具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
【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
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN925;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第2章 無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)研究19-34
• 2.1 無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)概述19-27
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)19-22
• 2.1.2 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)22-24
• 2.1.3 無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)24-27
• 2.2 無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用27-29
• 2.3 無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 LEAUCH分簇路由算法34-48
• 3.1 相關(guān)工作34-38
• 3.1.1 分簇算法分析34-36
• 3.1.2 典型分簇算法分析36-38
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)模型和算法描述38-42
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型38-39
• 3.2.2 候選簇首的選擇39
• 3.2.3 簇首的確定39-41
• 3.2.4 簇的建立41-42
• 3.2.5 穩(wěn)定階段42
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析42-46
• 3.3.1 簇首節(jié)點(diǎn)總能耗對(duì)比43-44
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡性對(duì)比44-45
• 3.3.3 網(wǎng)絡(luò)生命周期對(duì)比45-46
• 3.3.4 吞吐量和時(shí)延分析46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第4章 EECH分簇路由算法48-62
• 4.1 算法的提出48-51
• 4.1.1 算法提出背景48-49
• 4.1.2 異質(zhì)節(jié)點(diǎn)分簇路由機(jī)制研究49-51
• 4.1.3 認(rèn)知節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)投放比例設(shè)計(jì)研究51
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)模型和算法描述51-56
• 4.2.1 能量消耗模型52-54
• 4.2.2 簇首的確定54-56
• 4.2.3 簇的建立56
• 4.2.4 穩(wěn)定階段56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析56-61
• 4.3.1 認(rèn)知節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目比例確定57-59
• 4.3.2 認(rèn)知節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)能量比例確定59-60
• 4.3.3 網(wǎng)絡(luò)生命周期對(duì)比60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 論文研究工作總結(jié)62-63
• 5.2 未來研究工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Energy-efficient spectrum-aware clustering for cognitive radio sensor networks[J];Chinese Science Bulletin;2012年Z2期

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本文編號(hào)：912465