發(fā)布時(shí)間：2018-06-02 13:22

  本文選題：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) + 近鄰傳播聚類��； 參考：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,簡(jiǎn)稱WSNs),由大量隨機(jī)部署于目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,具有信息感知、處理、傳輸?shù)墓δ?是人類與自然、社會(huì)交互的科技手段之一。由于其具有易部署、低成本、低功耗、強(qiáng)抗毀等優(yōu)點(diǎn),近年來備受關(guān)注。路由協(xié)議設(shè)計(jì)是WSNs的關(guān)鍵技術(shù)之一,旨在為信息傳輸尋求高效路徑,為網(wǎng)絡(luò)提供自組織、節(jié)能、安全、數(shù)據(jù)融合、定位、尋址等功能屬性。分簇路由協(xié)議由于其分布式的結(jié)構(gòu)特征,具有路由速度快、可擴(kuò)展性好、算法魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn),能很好匹配WSNs向復(fù)雜化、巨大化、智能化發(fā)展的需求,已成為該領(lǐng)域算法研究的主流學(xué)派。論文圍繞分簇路由協(xié)議展開研究,受數(shù)據(jù)聚類算法思想影響,將近鄰傳播聚類思想應(yīng)用到WSNs分簇中,分別提出了兩層及三層能量自適應(yīng)近鄰傳播無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議,并對(duì)其進(jìn)行仿真分析及性能評(píng)估,主要工作如下:(1)論文從傳感器網(wǎng)絡(luò)各類路由協(xié)議探討分析入手,在此基礎(chǔ)上著重論述了分簇路由協(xié)議,對(duì)其進(jìn)行分類和比較,通過仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)具有代表性的分簇路由協(xié)議——低功耗自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,簡(jiǎn)稱LEACH)進(jìn)行深入解析與研究,為后續(xù)工作展開提供切入點(diǎn)。(2)在深入研究分簇路由協(xié)議的基礎(chǔ)上,結(jié)合近鄰傳播聚類算法,通過重設(shè)相似度及偏向值表達(dá)式,充分考慮能量、節(jié)點(diǎn)距離、簇頭分布密度等因素,以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗及延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命為主要設(shè)計(jì)目標(biāo),提出了一種能量自適應(yīng)近鄰傳播兩層分簇路由協(xié)議(LEACH-EAAP),通過先驗(yàn)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí),進(jìn)一步提高算法性能,并通過理論分析與實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)其進(jìn)行深入論證。仿真結(jié)果表明,該算法適用于小型無線傳感器網(wǎng)絡(luò),在節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗及延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命兩方面性能有所提升。(3)針對(duì)LEACH-EAAP協(xié)議不適用于大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)問題,在分析不同層次結(jié)構(gòu)分簇路由協(xié)議的基礎(chǔ)上,對(duì)相似度及偏向值表達(dá)式進(jìn)行重新定義,通過設(shè)立簇頭質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)1級(jí)簇頭集與2級(jí)候選簇頭集封閉映射,在綜合考慮距離、剩余能量等因素的基礎(chǔ)上,提出了一種能量自適應(yīng)近鄰傳播三層分簇路由協(xié)議(LEACH-EATAP),并通過先驗(yàn)知識(shí)對(duì)算法進(jìn)行學(xué)習(xí)。仿真結(jié)果表明,LEACH-EATAP算法較之現(xiàn)有三層分簇算法有性能提升,以損失算法復(fù)雜度為代價(jià)將LEACH-EAAP適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。
[Abstract]:Wireless Sensor Networks, which is composed of a large number of sensor nodes deployed randomly in the target monitoring area, has the functions of information perception, processing and transmission. It is one of the scientific and technological means for the interaction between human beings and nature and society. Due to its advantages of easy deployment, low cost, low power consumption and strong survivability, it has attracted much attention in recent years. Routing protocol design is one of the key technologies of WSNs, which aims to find efficient path for information transmission, and to provide self-organizing, energy-saving, security, data fusion, location, addressing and other functional attributes for the network. Because of its distributed structure, the clustering routing protocol has the characteristics of fast routing speed, good scalability and robust algorithm. It can well meet the needs of the development of WSNs to complexity, giant and intelligence. It has become the mainstream school of algorithm research in this field. Under the influence of data clustering algorithm, this paper applies the idea of neighbor propagation clustering to WSNs clustering, and proposes a two-layer and three-layer energy-adaptive nearest-neighbor propagation clustering protocol for wireless sensor networks. The main work of this paper is as follows: 1) based on the discussion and analysis of various routing protocols in sensor networks, the clustering routing protocols are emphatically discussed, classified and compared, and the simulation experiments are carried out. In this paper, the representative clustering routing protocol, low power adaptive cluster-stratified Energy Adaptive Clustering Hierarchy, (low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,), is analyzed and studied in depth, which provides a breakthrough point for further work. (2) on the basis of further research on clustering routing protocol, Combined with the nearest neighbor propagation clustering algorithm, by resetting the expression of similarity and deviation value, the energy, node distance, cluster head distribution density and other factors are fully considered. The main design goal is to save network energy consumption and prolong network life. An energy adaptive nearest neighbor propagation two-layer clustered routing protocol (LEACH-EAAPP) is proposed, which can further improve the performance of the algorithm by prior knowledge, and is further demonstrated by theoretical analysis and experimental simulation. The simulation results show that the algorithm is suitable for small wireless sensor networks. The performance of the proposed algorithm is improved in terms of saving network energy and prolonging network lifetime.) aiming at the practical problem that LEACH-EAAP protocol is not suitable for large-scale wireless sensor networks, the simulation results show that the proposed algorithm is suitable for large-scale wireless sensor networks. On the basis of analyzing the different hierarchical clustering routing protocols, the expressions of similarity and bias value are redefined. By setting the cluster head quality, the closed mapping between the class 1 cluster head set and the second level candidate cluster head set is realized, and the distance is considered synthetically. On the basis of residual energy and other factors, an energy adaptive nearest neighbor propagation three-layer clustering routing protocol (LEACH-EATAP) is proposed, and the algorithm is studied by prior knowledge. The simulation results show that the LEACH-EATAP algorithm has better performance than the existing three-layer clustering algorithm, and the LEACH-EAAP application range is further expanded at the cost of the complexity of the lost algorithm.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：1968910