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1、WSN中基于LEACH改進路由協(xié)議 摘要：針對LEACH協(xié)議中簇首分布不均勻和節(jié)點能量消耗不均衡的問題，為了提高節(jié)點能量利用率，延長網(wǎng)絡(luò)運行周期，提高節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)運行過程中的存活率，提出了一種LEACH-NE改進算法。該算法綜合考慮節(jié)點到基站的距離及節(jié)點的剩余能量等因素確定最佳簇首個數(shù)，然后通過考慮能量因素來優(yōu)化簇首選擇。仿真結(jié)果證明了改進后的路由協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)運行周期和網(wǎng)絡(luò)能量消耗方面優(yōu)于LEACH協(xié)議。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；路由協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)運行周期；能量消耗；最佳簇首個數(shù)；簇首選擇中圖分類號：TP393文獻標(biāo)識碼
2、：A文章編號：1009-3044（2014）06-1216-04ImprovedRoutingProtocolBasedonLEACHinWSNHUANGZhen-jin1，LIDao-quan1，ZHANGJun-hu2（1.CollegeofComputerEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，China；2.CollegeofInformationScienceandTechnology，QingdaoUniversityofSci
3、enceandTechnology，Qingdao266044，China）Abstract：InviewoftheunevendistributionofclusterheadnodesofLEACHagreementenergy7imbalanceproblems，inordertoimprovetheutilizationefficiencyofnodeenergy，prolongthenetworkoperationcycle，improvethesurvivalrateintheprocessofnod
4、esinthenetworkoperation，putsforwardaimprovedalgorithmLEACH-NE.Thedistanceofthenodetothebasestationconsideredinthealgorithmandtheresidualenergyofnodesfactorsdeterminetheoptimalnumberofclusterhead，thenbyconsideringtheenergyfactortooptimizeselectionofclusterhead
5、.ThesimulationresultsprovedthattheimprovedroutingprotocolinnetworkoperationcycleisbetterthanthatofLEACHagreementandthenetworkenergyconsumption.Keywords：wirelesssensornetwork（WSN）；routingprotocols；thenetworkoperationcycle；energyconsumption；optimalnumberofclust
6、erhead；selectionofclusterhead無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）路由協(xié)議按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可以分成平面路由協(xié)議和分層路由協(xié)議。LEACH（lowenergyadaptiveclustering7hierarchy）協(xié)議即低功耗自適應(yīng)聚類路由協(xié)議屬于WSN路由協(xié)議的一個分層路由協(xié)議。LEACH協(xié)議隨機選擇節(jié)點做簇首，平均分擔(dān)整個網(wǎng)絡(luò)中的中繼通信業(yè)務(wù)，最終達到平均消耗傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量的目的，這種協(xié)議方式延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。但是，由于它僅考慮了選擇簇首時的公平性，沒有把簇首的剩余能量等因素考慮在內(nèi)，
7、因此容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能耗不均，對整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的存活周期造成影響。針對LEACH協(xié)議存在的不足，該文對LEACH協(xié)議進行了改進，該LEACH-NE算法在簇首選擇時，綜合考慮節(jié)點的剩余能量和節(jié)點到基站的不同通信距離等因素，簇首與基站之間采用多跳方式進行數(shù)據(jù)傳輸。改進后的算法不僅提高了節(jié)點能量利用率，降低了節(jié)點能耗，而且延長了網(wǎng)絡(luò)運行周期，均衡了網(wǎng)絡(luò)的負載。1LEACH協(xié)議概述1.1工作過程LEACH協(xié)議操作分為簇形成階段和數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定工作階段，兩個階段時間總和稱為一輪（簡記“r”，round）。在簇建立階段，隨
8、機選擇簇首，相鄰節(jié)點動態(tài)地加入簇首成簇；簇形成后進入穩(wěn)定數(shù)據(jù)通信工作階段，簇首開始采集簇內(nèi)節(jié)點數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行融合，將融合后的數(shù)據(jù)傳輸給基站。簇首選舉過程如下：節(jié)點隨機產(chǎn)生一個0～1的隨機數(shù)，如果該值小于閾值[T（n）]，則發(fā)布自己是簇首的消息。[T（n）]表示為[T（n）=p1-p[rmod（1p）]，n∈G0，n?G]7其中：[p]是簇首數(shù)占總節(jié)點數(shù)的百分比，[r
