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第1章 绪论1

1.1 无线传感器网络基本概念1

1.2 无线传感器网络的特点4

1.3 无线传感器网络的应用6

1.4 现存技术问题8

第2章 无线传感器网络节能路由技术分析12

2.1 无线传感器网络结构12

2.1.1 网络体系结构12

2.1.2 传感器节点结构14

2.2 无线传感器网络路由协议16

2.2.1 路由协议特点16

2.2.2 无线传感器网络路由协议分类17

2.3 平面路由协议18

2.3.1 洪泛路由协议和Gossiping协议19

2.3.2 SPIN路由协议20

2.3.3 DD协议（定向扩散路由协议）20

2.3.4 EAR算法21

2.4 层次路由协议22

2.4.1 LEACH路由协议22

2.4.2 LEACH-C路由协议24

2.4.3 PEGASIS路由协议24

2.4.4 HEED路由协议25

2.4.5 EEUC路由协议26

2.4.6 TEEN算法27

2.4.7 TopDisc算法28

2.5 基于地理位置的路由协议28

2.5.1 GPSR路由协议28

2.5.2 GAF路由协议29

2.5.3 GEM算法30

2.6 无线传感器网络路由算法的评价指标31

第3章 基于非均匀分簇的IUCRP协议33

3.1 分簇路由协议设计问题的提出33

3.2 IUCRP算法的基本思路36

3.3 相关模型与假设37

3.3.1 网络模型37

3.3.2 能量模型38

3.4 IUCRP算法实现40

3.4.1 簇的形成40

3.4.2 簇间多跳路由43

3.4 3数据传输45

3.4.4 簇的更新46

第4章 IUCRP协议的仿真47

4.1 OPNET简介47

4.2 OPNET MODELER仿真和建模机制48

4.2.1 OPNET网络模型50

4.2.2 OPNET节点模型51

4.2.3 OPNET进程模型52

4.2.4 其他编辑器53

4.3 OPNET网络仿真的方法和步骤53

4.4 IUCRP算法仿真的设计与实现54

4.4.1 进程模型的设计与实现54

4.4.2 节点模型的设计与实现63

4.4.3 网络模型的设计与实现64

4.5 仿真结果及分析64

第5章 基于圆形分区和能量梯度的GAF-I算法68

5.1 最小ID节点选举算法68

5.1.1 算法描述69

5.1.2 算法流程图69

5.1.3 算法性能分析71

5.2 GAF算法原理及分析71

5.2.1 GAF算法原理71

5.2.2 GAF算法分析74

5.3 GAF-I算法74

5.3.1 网络模型74

5.3.2 GAF-I算法概述75

5.3.3 GAF-I算法详述76

5.3.4 GAF-I算法性能仿真和分析83

第6章 基于多元化准则和树结构的GPSR-EA算法86

6.1 GPSR算法原理及分析86

6.1.1 GPSR算法原理86

6.1.2 GPSR算法分析88

6.2 贪婪转发的路由准则88

6.3 GPSR-EA算法89

6.3.1 网络模型90

6.3.2 GPSR-EA算法执行流程90

6.3.3 GPSR-EA算法路由准则90

6.3.4 GPSR-EA算法对路由空洞的处理93

第7章 GPSR-EA算法性能测试与结果分析98

7.1 仿真工具NS2介绍98

7.2 使用NS2进行网络仿真的方法和步骤103

7.3 GPSR-EA算法实现及仿真结果分析105

7.3.1 GPSR-EA算法在NS-2下的实现105

7.3.2 GPSR-EA算法仿真场景设置107

7.3.3 GPSR-EA算法和GPSR算法仿真结果对比分析108

第8章 无线传感器网络拓扑控制技术分析114

8.1 无线传感器网络概述114

8.2 无线传感器网络拓扑控制概述118

8.2.1 无线传感器网络拓扑控制和协议栈118

8.2.2 无线传感器网络拓扑控制算法的设计目标120

8.3 无线传感器网络拓扑控制算法121

8.3.1 无线传感器网络拓扑控制算法的分类121

8.3.2 节点功率拓扑控制算法122

8.3.3 层次型拓扑控制算法126

第9章 基于非均匀分簇的LEUC算法的设计134

9.1 非均匀分簇算法设计问题提出134

9.2 LEUC算法的基本思想136

9.3 系统模型与相关定义136

9.3.1 网络模型136

9.3.2 能量模型137

9.3.3 节点密度定义139

9.4 LEUC算法的非均匀分簇拓扑结构的建立139

9.4.1 候选簇首的选举140

9.4.2 非均匀竞争半径的计算141

9.4.3 临时簇首的竞选142

9.4.4 簇的形成143

9.4.5 正式簇首的选举143

9.4.6 算法非均匀分簇拓扑流程144

第10章 LEUC算法的簇间通信机制147

10.1 LEUC算法簇间通信机制设计问题提出147

10.2 簇首助理的选举148

10.3 最小通信代价树的拓扑结构生成150

第11章 LEUC算法的性能与仿真结果分析152

11.1 LEUC算法仿真建模152

11.1.1 进程模型152

11.1.2 节点模型159

11.1.3 网络模型159

11.2 仿真结果分析160

第12章 基于地理位置的LEACH-ML算法的设计164

12.1 拓扑控制算法设计的原则164

12.2 LEACH-ML算法的设计166

12.2.1 算法设计思想166

12.2.2 相关定义167

12.2.3 网络分簇模型的设计171

12.2.4 簇首节点选举算法的设计175

12.2.5 簇内和簇间通信机制的设计176

12.2.6 簇更新机制的设计177

12.3 LEACH-ML的工作过程178

12.3.1 簇结构初始创建阶段180

12.3.2 网络稳定传输阶段180

第13章 LEACH-ML算法的实现与仿真182

13.1 MIT u-AMPS NS代码的修改与扩展182

13.2 仿真环境与仿真指标185

13.3 仿真过程187

13.3.1 MIT u-AMPS NS代码的加载188

13.3.2 源代码分析188

13.3.3 LEACH-ML NS代码扩展189

13.3.4 仿真测试193

13.3.5 数据处理与图形表示193

参考文献196