分簇无线传感器网络可靠性数据收集机制研究

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1、分类号UDC密级编号十．初大学CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目=金簇磊线传感器网终可靠性学科、专业研究生姓名：导师姓名及专业技术职务数据蝗纂扭制曼

2、定缱算机魏学．当热杰任炬孤览衔熬援。i4煮圭割熬攮ResearchonDataGatheringProtocolforOptimizingLifetimeandTransportDelayunderReliabilityConstraintinMulti-hopCluster—basedWSNsSpecialty：ComputerScienceandYechnolo野'MasterDegre

3、eCandidate：星塑血Supervisor：——Prof．DengXiaoheng．AssociateProf．LiuAnfeng——SchoolofInformationScience＆EngineeringCentralSouthUniversityChangShaHunanP．R．C原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工诈及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均

4、已在论文中作了明确的说明。作者签名：I选日期：上里二三年￡月尘日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者虢逸铷签名驴移期：丝年且出摘要高能效可靠数据传输是无线传感器网络研究中一个基础且关键性的问题，它决定了节点感知的数据如何经多跳路由传输到基站，对整个网络的

5、通信性能和能量使用效率都有着至关重要的影响。针对于无线传感器网络的通信特点，研究高能效可靠数据传输理论和应用技术具有非常重要的指导意义。分簇无线传感器网络是一种层次型的传感器网络，在大量的文献和实践中已验证其实用性和高效性。但由于分簇网络的复杂性，兼具数据收集可靠性并使网络寿命最大化与网络延迟最小化的研究还不多见。本文将停等协议引入到无线传感器网络中，提出了一种适应于传感器网络的可靠性数据收集协议SW-HBH—ARQ。接着从理论上分析了在此协议下节点的延迟和能量消耗，给出了一种基于可靠性保障下的分簇无线传感器网络中寿命和延迟折中优化的分析方法。经过分析后发现，SW-H

6、BH-m叼协议在传输时延和网络寿命方面仍可进一步优化。在此基础上，我们提出了一种既能降低网络能耗又能最小化网络延迟的新型数据收集协议BCMN／A。此协议的主要特征是：(1)簇内数据收集过程中，簇头每进行一轮数据收集后便广播NACK信息包采指示数据发送未成功的节点来重发数据，这样确保已经成功发送数据的节点不会再次发送，并采用多NACK机制使簇内数据收集的能量消耗与延迟同时得到减少；(2)在簇间数据转发中，采用每接收一个数据包后返回多个ACK确认信息的机制，虽然增加了节点发送ACK包的数量，却减少了簇头节点重传数据包的次数，从而减少了节点的能量消耗，因而从整体上提高了网络

7、寿命并减少网络延迟。仿真实验的结果与理论分析基本一致，并且证明了BCMN／A协议在保证网络可靠性的基础上能同时改进能量利用率和网络延迟，此协议的提出对于分簇网络的部署与优化具有很好的意义。关键词：分簇无线传感器网络，能量消耗，网络寿命，网络延迟，可靠性ABSTRACTTheenergy—emcientandreliabledatatransmissionmechanism，determininghowthesenseddataaredeliveredtothebasestationbymulti-hoprouting，isoneofthebasicandkeyissu

8、esintheWSNresearchandhasacriticalinfiuenceonthecommunicationperformanceandenergyefficiencyofthenetworkFocusingonthetransmissioncharacteristicsofWSN，theresearchonenergy—efficientandreliabledatatrartsmissiontheoryandapplicationtechnologyisofgreatsignificanceClusteredwirelesssenso