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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碩士學位論文(學術學位）學生姓名：李怡江指導教師：吳玉成教授專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)學科門類：工學重慶大學通信工程學院二O一六年四月ClusteringRoutingProtocolUsingAffinityPropagationforWirelessSensorNetworksAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiYi-jiangSupervisor:Prof.WuYu
2、-chengSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2016重慶大學碩士學位論文中文摘要摘要無線傳感器網(wǎng)絡(WirelessSensorNetworks，簡稱WSNs)，由大量隨機部署于目標監(jiān)測區(qū)域的傳感器節(jié)點組成，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、強抗毀等優(yōu)點，近年來備受關注。路由協(xié)議設計是WSNs的關鍵技術之一，旨在為信息傳輸
3、尋求高效路徑，為網(wǎng)絡提供自組織、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構特征，具有路由速度快、可擴展性好、算法魯棒性強等特點，能很好匹配WSNs向復雜化、巨大化、智能化發(fā)展的需求，已成為該領域算法研究的主流學派。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用到WSNs分簇中，分別提出了兩層及三層能量自適應近鄰傳播無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由協(xié)議，并對其進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)絡各類路由協(xié)議探討分析入手，在此基礎上著重論述了分簇路由協(xié)議，對其進行分類和比較，通過仿真實驗，對具有代表性的分簇路由協(xié)議——低功耗
4、自適應集簇分層型協(xié)議（LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy，簡稱LEACH）進行深入解析與研究，為后續(xù)工作展開提供切入點。②在深入研究分簇路由協(xié)議的基礎上，結合近鄰傳播聚類算法，通過重設相似度及偏向值表達式，充分考慮能量、節(jié)點距離、簇頭分布密度等因素，以節(jié)約網(wǎng)絡能耗及延長網(wǎng)絡壽命為主要設計目標，提出了一種能量自適應近鄰傳播兩層分簇路由協(xié)議（LEACH-EAAP），通過先驗知識對其進行學習，進一步提高算法性能，并通過理論分析與實驗仿真對其進行深入論證。仿真結果表明，該算法適用于小型無線傳感器網(wǎng)絡，在節(jié)約網(wǎng)絡能耗及延長網(wǎng)絡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)絡的現(xiàn)實問題，在分析不同層次結構分簇路由協(xié)議的基礎上，對相似度及偏向值表達式進行重新定義，通過設立簇頭質量，實現(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上，提出了一種能量自適應近鄰傳播三層分簇路由協(xié)議（LEACH-EATAP），并通過先驗知識對算法進行學習。仿真結果表明，LEACH-EATAP算法較之現(xiàn)有三層分簇算法有性能提升，以損失算法復雜度為代價將LEACH-EAAP適用范圍進一步擴展。關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡，近鄰傳播聚類，分簇路由，能量有效性I重慶大學碩士學位論文英文摘要ABSTRACTWirelessSenso
6、rNetworks(WSNs)iscomposedofmanywirelesscommunicationnodeswhicharedeployedrandomlyintargetmonitoringarea.Itisoneofscientificandtechnologicalmeansforinteractionbetweenhumanbeings,natureandsoceity.Meanwhileinformationperception,processingandtransmissionarecharacteristicofWSNs.Owingtomanyadvantagessuch
7、aseasy-deployment,low-power,low-costandstronganti-damage,ithasemergedasaresearchhotspot.AsakeytechnologyofWSNs,routingprotocolaimstoseekefficientpathsforinformationtransmissionandprovidethenetworkwiththefun
