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《一種低能耗層次型無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制算法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第36卷第4期自動化學報Vol.36,No.42010年4月ACTAAUTOMATICASINICAApril,2010一種低能耗層次型無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制算法康一梅1李志軍2胡江3董吉昌4摘要提出一種低能耗層次型拓撲控制算法(Alow-powerhierarchicalwirelesssensornetworktopologycontrolalgo-rithm,簡稱LPH算法).該算法是一種支持多跳網(wǎng)絡、降低能耗的多級組網(wǎng)控制算法.它將拓撲控制分為組網(wǎng)和拓撲維護兩個階段,其中組網(wǎng)階段包括選擇簇頭、標
2、識簇頭及簇內節(jié)點、優(yōu)化拓撲三個任務,算法在各個階段、各個任務中都考慮了節(jié)能.同時,在簇頭選擇時考慮了簇頭節(jié)點分布均衡問題,通過優(yōu)化拓撲降低簇內通信能耗.其次,通過靜態(tài)地址與動態(tài)地址結合的方式提高網(wǎng)絡層次及可維護性.本文詳細介紹了LPH算法及其思想,給出算法的空間復雜度、時間復雜度及能耗分析,并基于NS2仿真工具,對LEACH、PEGASIS和LPH三種算法分別進行了模擬仿真,說明LPH算法的性能與優(yōu)勢.關鍵詞拓撲控制算法,多跳網(wǎng)絡,分簇拓撲算法,低能耗,網(wǎng)絡生存期DOI10.3724/SP.J.1004
3、.2010.00543ALow-powerHierarchicalWirelessSensorNetworkTopologyControlAlgorithm1234KANGYi-MeiLIZhi-JunHUJiangDONGJi-ChangAbstractInthispaper,alow-powerhierarchicalwirelesssensornetwork(WSN)topologycontrolalgorithm,whichiscalledLPH,ispresented.LPHisamulti-
4、leveltopologycontrolalgorithm.Inthisalgorithm,thetopologycontrolisdividedintotwophases:networkbuildingandnetworkmaintaining.Thephaseofnetworkbuildingincludesthreetasks:clusterheadelection,clusterheadandnodesidentiˉcation,andtopologyoptimization.LPHprovid
5、essolutionstoreduceenergyconsumptionineveryphaseandeverytask.LPHalsoprovidesasolutiontobalancethedistributionoftheclusterheadnodes.Ontheotherhand,thealgorithmextendsthenetwork-levelandimprovesthemaintainabilityofWSNbyusingcombinationofthestaticaddressand
6、dynamicaddress.Thepaperanalyzesspacecomplexity,timecomplexityandenergyconsumptionofLPH.Finally,thispaperintroducesthesimulationofLEACH,PEGASISandLPHalgorithmsbasedonNS2,andanalyzesthesimulationresults.KeywordsTopologycontrolalgorithm,multi-hopnetwork,clu
7、steredtopologyalgorithm,lowpower,networklifecycle網(wǎng)絡拓撲結構是自組織無線傳感器網(wǎng)絡中路由式將融合后的數(shù)據(jù)傳輸給Sink節(jié)點.為了提高簇算法、MAC協(xié)議、數(shù)據(jù)融合、時間同步和目標定位的生成質量,Heinzelman等又提出了集中式的層次等的基礎,好的網(wǎng)絡拓撲控制算法能夠提高通信效型拓撲控制算法LEACH-C以及考慮節(jié)點能量的算率和網(wǎng)絡拓撲結構的魯棒性、節(jié)省能量,并延長網(wǎng)絡法[2].Lindsey等提出的PEGASIS算法將網(wǎng)絡中的生存期.的節(jié)點組織為鏈狀,
8、數(shù)據(jù)在鏈上經融合處理,最后傳基于分簇機制的層次型拓撲控制算法是目前常輸至匯聚點[3],算法需要知道每個節(jié)點的位置信息,用的一類拓撲控制算法.層次型拓撲控制算法的關為了延長網(wǎng)絡的生命周期,節(jié)點只需要和它們最近鍵在于推選出合適的簇頭節(jié)點.近年來,研究人員的鄰居之間進行通信.節(jié)點與匯聚點間的通信過程提出了多種傳感器網(wǎng)絡的層次型拓撲控制算法[1?9]:是輪流進行的,這種輪流通信機制使得能量消耗能Heinzelman等提出的LEACH層次型拓撲控制算
