移动自组织网络下分簇协议研究

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随着无线传感器网络的移动性应用迅速兴起,自组织网络已广泛应用于无线传感器网络、无人机网络、机器人网络等场景。但是网络的移动性也带来了能耗与稳定性等相关问题。移动自组织网络的动态拓扑性给分簇路由协议带来了一定的挑战。本文结合前人在无线传感器网络中所做的研究,深入分析了移动自组织网络的移动模型,探索了新型分簇路由的优化方法。本文首先分析了实体和群体移动模型,针对移动模型的特性,提出了一种改进的基于模糊推理系统的LEACH协议(LEACH-FIS)。该算法考虑节点的剩余能量,密度,速度和方向的改变程度,通过多个变量决定网络的簇头集合,将网络划分成不同的簇。增加节点信任模型,区分不同群组的节点,来适应群组移动模型。仿真结果表明,在不同的移动模型下,和LEACH-M,LEACH-ME和MBC相比,LEACH-FIS减少了网络能耗,延长了网络生存周期。针对移动自组织网络中的链路稳定性稳定,本文提出了一种以半径划分的圆环模型模糊C均值分簇协议(FCMCRR)。在选簇阶段,在传统的模糊C均值分簇算法上引入节点密度和节点距离因子,避免算法陷入局部最优的情况。在网络中引入圆环模型,讨论网络中不同的路由情况。通过计算节点间的链路状态,以分簇后的成员节点作为中继,连接簇头之间的通信链路,建立稳定性最优的路由。仿真结果表明,和HEED,ERTLD和LBR相比,FCMCRR增加了数据包传输率,减少了网络时延。本文所提出的协议也存在一些不足。后续的研究工作会提高算法在不同移动模型中的普适性,同时考虑无线传感器网络中环境的差异性、节点的差异性等特征,提高不同网络下算法的鲁棒性,进一步完善分簇路由协议。
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