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1、基于近鄰傳播的WSNs分簇路由策略研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：李怡江指導(dǎo)教師：吳玉成教授專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一六年四月ClusteringRoutingProtocolUsingAffinityPropagationforWirelessSensorNetworksAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiYi-jiangSupervisor:Prof.WuYu
2、-chengSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2016重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，簡稱WSNs)，由大量隨機(jī)部署于目標(biāo)監(jiān)測區(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)計是WSNs的關(guān)鍵技術(shù)之一，旨在為信息傳輸
3、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，并對其進(jìn)行仿真分析及性能評估，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，對其進(jìn)行分類和比較，通過仿真實(shí)驗(yàn)，對具有代表性的分簇路由協(xié)議——低功耗
4、自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議（LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy，簡稱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)能耗及延長網(wǎng)絡(luò)壽命為主要設(shè)計目標(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)知識對其進(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)能耗及延長網(wǎng)絡(luò)壽命兩方面性能有所提升。③針對LEAC
5、H-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級簇頭集與2級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)知識對算法進(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)雜度為代價將LEACH-EAAP適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，近鄰傳播聚類，分簇路由，能量有效性I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTWirelessSenso
6、rNetworks(WSNs)iscomposedofmanywirelesscommunicationnodeswhicharedeployedrandomlyintargetmonitoringarea.Itisoneofscientificandtechnologicalmeansforinteractionbetweenhumanbeings,natureandsoceity.Meanwhileinformationperception,processingandtransmissionarecharacteristicofWSNs.Owingtomanyadvantagessuch
7、aseasy-deployment,low-power,low-costandstronganti-damage,ithasemergedasaresearchhotspot.AsakeytechnologyofWSNs,routingprotocolaimstoseekefficientpathsforinformationtransmissionandprovidethenetworkwiththefun
