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《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡LEACH路由算法.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡LEACH路由算法李建坡,等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡LEACH路由算法LEACHRoutingAlgorithmBasedonEnergyConsumptionEqualizationforWSN李建俊善雪朱諸夸(東北電力大學(xué)信息工程學(xué)院,吉林吉林132012)摘要:針對經(jīng)典LEACH路由協(xié)議選取簇頭節(jié)點數(shù)量的隨機性和分布不均勻性,提出了一種改進型的LEACH算法。通過考慮簇內(nèi)節(jié)點的主要能量消耗以及引人節(jié)點剩余能量、節(jié)點消耗能量速度、網(wǎng)絡(luò)平均剩余能量和網(wǎng)絡(luò)平均消耗能量速度四個參數(shù).以便合理地選擇簇頭數(shù)目和簇頭節(jié)
2、點,從而有效地降低能量消耗,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。仿真結(jié)果表明,改進后的算法在一定程度上實現(xiàn)了簇頭節(jié)點的能耗均衡,網(wǎng)絡(luò)能耗降低了14.7%,網(wǎng)絡(luò)生命周期延長了17.3%。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議數(shù)據(jù)融合能耗均衡簇頭選取中圖分類號:TP315文獻標(biāo)志碼:AAbstract:AimingattherandomnessandunevendistributionofclusterbeadnodesselectionbyusingclassicalLEACH,theimprovedLEACHalgorithmisproposed.Cons
3、ideringtheprimaryenergyconsumptionofthenodesinthecluster,andintroducingfouroftheparameters,i.e.,noderemainingenergy,nodeenergyconsumptionspeed,networkaverageremainingenergyandnetworkaverageenergyconsumptionspeed,thenumbersofclusterheadsandclusternodesareselectedmorere
4、asonably.thuseffectivelyreducesenergyconsumptionandprolongsthenetworklifecycle.Theresultsofsimulationshowthattheimprovedalgorithmimplementsenergyconsumptionequalizationincertaindegree,thenetworkenergyconsumptionreduces14,7%.a(chǎn)ndthenetworklifecycleextends17.3%.Keywords:
5、Wirelesssensornetwork{WSN)RoutingprotocolDatafusionEnergyconsumptionequalizationClusterheadselection0引言無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetworks,WSN)最關(guān)心的問題之一是在能量有限的情況下盡可能地延長網(wǎng)絡(luò)生命周期?。WSN路由協(xié)議分為平面路由協(xié)議和分簇路由協(xié)議。平面路由協(xié)議算法簡單,易于實現(xiàn).但一般需要犧牲存儲空間維持大量的路由表,這增加了通信負(fù)擔(dān),造成信息冗余及擁塞,使能量損耗增大、延遲加長[2’。分簇路由
6、通過簇頭對簇內(nèi)節(jié)點間的信息融合及轉(zhuǎn)發(fā)機制來減少數(shù)據(jù)的傳輸量和距離,進而降低通信能量,達到節(jié)能的目的。低能量自適應(yīng)分簇路由協(xié)議(10wenergyadaptiveclusteringhierarchy,LEACH)是比較成熟常用的分簇路由算法。該算法簇頭可隨機選擇并定期更換,這在一定程度上實現(xiàn)了節(jié)點的負(fù)載平衡,延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期,可以更好地進行資源分配,是一種優(yōu)化能量使用效率的算法。吉林省教育廳“十一五”科學(xué)技術(shù)研究基金資助項目(編號:吉教科合字[2010]第76號)。修改稿收到日期:2013—06—30。第一作者李建坡(1980
7、一),男,2008年畢業(yè)于吉林大學(xué)通信工程專業(yè).獲博士學(xué)位,副教授;主要從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能信號處理方面的研究?!蹲詣踊瘍x表》第35卷第1期2014年1月1LEACH路由算法LEACH算法是針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一種低功耗自適應(yīng)的分簇路由算法,它是第一個在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提出的層次式路由協(xié)議。由于短距離通信比較節(jié)約能量,因此在LEACH算法中,更多的通信都是局限在簇的內(nèi)部。只有少數(shù)簇頭節(jié)點才和遠處的基站進行遠距離通信”]。同時,LEACH算法采用分簇的自適應(yīng)技術(shù)和簇頭節(jié)點的輪換技術(shù),使得網(wǎng)絡(luò)的載荷分布相對比較均衡,能夠延長網(wǎng)
8、絡(luò)的生命周期。另外,LEACH算法在每個簇內(nèi)部可以進行本地計算和處理,去除數(shù)據(jù)中的冗余成分.減輕簇頭節(jié)點的通信負(fù)擔(dān).所需能耗要遠遠小于通信能耗。當(dāng)研究低功耗的無線通信時,不同的通信特征和假設(shè)模型會很大程度地影響算法性能。在LEACH算法的仿真過程中