无线传感器网络分簇路由协议研究

经典的分簇路由协议LEACH在无线传感器网络中有着非常广泛的应用,针对LEACH协议在成簇时没有考虑簇头节点的能量等因素的缺陷,为延长网络生存期在LEACH协议基础之上,在簇头选择公式中加入节点剩余能量的参数,使得选举能量较高的节点为簇头,提出改进的LEACH协议。并在网络模拟软件NS2平台下,对改进的LEACH协议与原LEACH协议进行仿真比较分析,结果表明改进后的协议中各个节点能耗均衡,避免个别节点过早衰亡,可以延长网络生存期。     

一种基于位置和能量的WSN改进分簇协议

针对LEACH分簇路由协议中簇首随机选择,没有考虑节点的剩余能量和地理位置,可能导致分簇和网络能耗不均衡这一问题,研究了一种同时考虑了节点位置和剩余能量信息的改进分簇路由协议,使成为簇头的节点在簇的中心位置,从而使簇头在簇内的位置更加合理,避免了簇内的部分节点由于离簇头过远,增加传输损耗的缺点,有利于网络性能的提高。仿真结果表明,研究的分簇路由协议能使簇的划分更加均匀,能量的消耗更加节省,从而延长了WSN网络的生存时间。     

基于节点位置的无线传感器网络分簇路由协议

针对LEACH协议生成非均匀簇造成能量损耗的问题,以网络簇头分布最优和降低能量损耗为目的,从选择簇头节点、形成簇、簇间路由等方面做了改进。经过理论分析和仿真实验与LEACH和LEACH-C算法比较,结果表明,该路由协议的设计使各节点较均衡地消耗能量,节点生存时间更长,延长了整个无线传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络基于分簇路由的数据融合研究

无线传感器网络节点资源有限,所以需要采用有效的路由算法与数据融合机制来节省资源,延长网络寿命,提升数据采集效率。LEACH是经典分簇路由协议,针对其在簇头选择机制、数据融合以及簇头与基站通信的路由方面的不足,提出了几点改进方法,在簇头选择的算法中加入了能量控制条件,簇头与基站的路由改为更适合数据融合的多跳反向组播树,并基于信息熵提出了有效数据融合机制。仿真实验表明,改进之后的算法比原LEACH算法更有效地利用了节点资源,延长了网络生存时间。     

一种基于LEACH路由协议的改进算法

无线传感器网络的生存时间受传感器节点软硬件条件的限制,改进传感器网络路由协议是延长网络生存时间的有效途径。LEACH协议是最早提出的经典分层路由协议,文中基于LEACH协议提出改进,应用K-medoids算法改进LEACH协议的簇首分簇机制,并通过Matlab仿真实验,证实了改进后的LEACH算法在均衡化网络能耗,延长网络的生命周期方面具有优越性。     

基于不均匀分簇的LEACH协议的改进研究方案

LEACH协议是一种自适应聚类路由算法,针对协议在簇头选举时的不确定性和随机性,使节点消耗能量大、不利于延长网络的生命周期的缺点,提出基于簇头能量限制的双簇头路由方式的协议方案,对LEACH协议进行了改进。改进的协议采用仿真软件进行网络仿真实验,通过对仿真结果的分析及与LEACH协议的对比,证明了改进的不均匀分簇的路由协议可以有效地均衡网络能耗,延长网络的生命周期。     

基于LEACH的改进型无线传感器网络路由算法研究

针对经典分簇路由算法LEACH在选取簇头时没有充分考虑节点剩余能量的问题,在LEACH协议的基础上,改进了簇首选择、最优簇首数和簇形成过程,提出一个自适应分布式算法,即ADCP-LEACH算法,该算法可以应用干周期性的采集数据,根据每个节点竞选簇头时的阈值不同,让剩余能量大的节点当选簇头的概率更大.NS2仿真实验表明,改进的协议有效延长了网络的存活时间,性能优于LEACH协议.     

一种分层路由协议的改进和仿真分析﹡

在深入分析无线传感器网络路由协议设计目标的基础上,根据LEACH协议分层设计的思想,融入了负载平衡和簇内成树的思想,通过控制簇头之间的位置,使得簇的分布较为均匀,同时簇内节点根据节点的高度值形成一棵树,让节点采集到的数据沿着这棵树进行传输,使得簇内节点由单跳传输变成了多跳传输,很好的均衡了网络能耗.通过理论分析和仿真结果表明改进后的协议极大的延长了网络生命期, sink节点数据收集量也增加不少.     

无线传感器网络LEACH算法的改进与仿真分析

对无线传感器网络分簇路由协议中LEACH算法进行了研究,针对算法中簇头节点随机选取、节点能量分布不均等不足之处,提出一种基于节点剩余能量、邻居密度与基站相对距离等因素改进的LEACH算法。改进后的算法通过网络最低能耗计算得出最优簇头数目,在簇头选取阶段,优化簇头的阈值计算公式,使节点剩余能量高、节点邻居数目多、相对基站距离近的节点更容易成为簇头。利用MATLAB软件,对LEACH算法、HEED算法及改进的LEACH算法的性能进行了仿真分析和比较。实验结果表明,改进的LEACH算法的网络整体能耗要低于LEACH算法和HEED算法,并显著地延长了网络的生存时间。     

基于遗传算法和蚁群算法的LEACH改进协议

针对无线传感器网络低功耗自适应集簇分层(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH)路由协议因能耗不均衡导致节点过早死亡的问题,提出了一种基于遗传算法和蚁群算法改进的LEACH路由协议。在分簇阶段,通过遗传算法选举合理的簇头节点并根据节点的分布划分簇群;在数据传输阶段,通过蚁群算法使簇头节点尽可能选择能量充足且距离较短的路径进行数据传输。仿真结果表明,与传统的分簇路由协议LEACH和LEACH-C相比,改进算法可以使网络的能量消耗更加均衡,并延长网络的生命周期。     

Double Cluster Based Energy Efficient Routing Protocol for Wireless Sensor Network

Reducing the energy consumption of sensor nodes and prolonging the life of the network is the central topic in the research of wireless sensor network (WSN) protocol. The low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) is one of the hierarchical routing protocols designed for communication in WSNs. LEACH is clustering based protocol that utilizes randomized rotation of local cluster-heads to evenly distribute the energy load among the sensors in the network. But LEACH is based on the assumption that each sensor nodes contain equal amount of energy which is not valid in real scenarios. A developed routing protocol named as DL-LEACH is proposed. The DL-LEACH protocol cluster head election considers residual energy of nodes, distance from node to the base station and neighbor nodes, which makes cluster head election reasonable and node energy consumption balance. The simulation results of proposed protocols are compared for its network life time in MATLAB with LEACH protocol. The DL-LEACH is prolong the network life cycle by 75 % than LEACH.     

基于改进LEACH的多簇头分簇路由算法

为了降低无线传感器网络(WSN)的能耗,延长网络的生存周期,提出一种多簇头双工作模式的分簇路由算法.算法对低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议作了以下改进:采用多簇头双工作模式来分担单簇头的负荷,以解决单簇头因能耗较大而过早消亡的问题;选举簇头时充分考虑节点位置和节点剩余能量,并应用粒子群优化(PSO)算法优化簇头的选举,以均衡网络内各节点的能耗;建立簇与簇之间的数据传输路由,以减少簇间通信的能耗.仿真结果表明,算法有效降低了网络的能耗,延长了网络的生存周期.     

Trust management-based and energy efficient hierarchical routing protocol in wireless sensor networks

The single planar routing protocol has a slow convergence rate in the large-scale Wireless Sensor Network (WSN). Although the hierarchical routing protocol can effectively cope with large-scale application scenarios, how to elect a secure cluster head and balance the network load becomes an enormous challenge. In this paper, a Trust Management-based and ​Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy protocol (LEACH-TM) is proposed. In LEACH-TM, by using the number of dynamic decision cluster head nodes, residual energy and density of neighbor nodes, the size of the cluster can be better constrained to improve energy efficiency, and avoid excessive energy consumption of a node. Simultaneously, the trust management scheme is introduced into LEACH-TM to defend against internal attacks. The simulation results show that, compared with LEACH-SWDN protocol and LEACH protocol, LEACH-TM outperforms in prolonging the network lifetime and balancing the energy consumption, and can effectively mitigate the influence of malicious nodes on cluster head selection, which can greatly guarantee the security of the overall network.     

基于改进SSA优化WSN分簇协议

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的路由协议是无线传感器网络领域中的一个研究热点.针对LEACH协议的不足,提出一种基于自适应t分布改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA)的改进LEACH协议(LEACH?ISSA),以解决...     

一种负载均衡且能量高效的水下传感网络分簇协议

针对水下无线传感网络能量效率低、生命周期短的问题,提出了一种负载均衡且能量高效的水下分簇（load balanced and energy efficient underwater clustering,LBEEUC）协议。该算法在分簇过程中首先根据节点的经验负载来确定节点所在区域簇头的比例,使经验负载大的区域分布较多的簇头,分担数据转发的任务,均衡网络的能耗;其次在节点入簇时,在簇内设置中继节点,用于均衡远离簇头节点的传输能耗,并提前进行数据融合,减少数据冗余;最后在建立簇间路由时,利用Q 学习算法根据路径消耗的总能量最小的原则选择最优传输路径。仿真结果表明,本算法有效地均衡了网络的能耗,提高了能量利用效率,进而提高了网络的生存时间。     

认知无线电网络自适应能量驱动双门限簇头轮换算法研究

 为了延长基于分簇结构的认知无线电网络的网络寿命,需要采用簇头轮换的方法来平衡认知无线电网络的能耗.通过分析网络中簇头节点与普通节点之间的能耗差异,建立能量消耗模型,并提出了一种基于簇头节点实时负载来估计其启动簇头轮换的双门限自适应簇头轮换算法(Double Thresholds Adaptive Cluster Rotation Algorithm,DTACRA).仿真结果表明,与现有算法LEACH和EDAC算法等比较,DTACRA算法可以有效提高节点能量利用效率,延长了网络生存时间.     

基于PSO优化模糊C均值的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络节点能量有限、负载不均衡的问题,提出了一种基于粒子群优化模糊C均值的分簇路由算法POFCA。POFCA分别从成簇阶段和数据传输阶段进行了优化。成簇阶段,首先使用粒子群优化算法优化模糊C均值算法,克服了模糊C均值对初始聚类中心的敏感,并根据节点剩余能量和相对距离动态更新簇首,平衡簇内负载。数据传输阶段,基于距离因子、能量因子和节点负载设计了路径评价函数,并使用猫群优化算法为簇首搜寻最优路由路径,在平衡簇首负载的同时又不会加剧中继节点负载。仿真结果表明,与LEACH和LEACH-improved算法相比,POFCA能有效地平衡网络负载,降低网络能耗,延长网络生命周期。     

基于能量均衡的LEACH协议的研究

无线传感器网络节点能量有限,因此为了避免由于节点的能量不足而造成网络瘫痪,在组网过程中必须要充分考虑到节点能量的情况,Leach协议是其中一种典型的网络分簇路由协议。针对传统leach协议在分簇过程中未能考虑网络内节点能量以及簇首数量的基础上,提出一种新的簇首选取优化算法,旨在达到均衡网络能量、延长网络生命周期的结果。经OPNET仿真表明,该算法能快速选择簇首、节省节点能量以及均衡网络的能量分布,最后有效地延长网络的生命周期。     

一种基于LEACH协议的改进算法

作为能量有效、基于层次结构的路由协议的典型代表,LEACH协议存在的不足表现为网络中会出现极大簇和极小簇并存;当节点能量不同时簇头选择不合理;在簇头死亡后簇内节点仍会消耗能量.本文基于LEACH提出了一种改进算法,使用引入簇成员数门限和合并极小簇的方法避免极大簇和极小簇同时存在;通过对簇头能量消耗的估计,在簇头能量耗尽...     

一种基于LEACH的无线传感器网络路由算法及仿真

在低功耗自适应分簇（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarch）算法中,由于每一轮循环都要重新构造簇,距离较远的簇头节点可能会因长距离发送数据而过早耗尽自身能量,能量较低的节点当选为簇头节点时将会加速该节点的死亡,影响整个网络的生命周期。针对LEACH算法分簇机制中存在的不足,提出了一种改进的路由算法。仿真结果表明,改进算法通过考虑节点的剩余能量与固定分簇的方法,有效的改善了网络能量均衡,提高了网络生存时间。