基于节点位置和剩余能量的分簇路由改进算法

针对传统LEACH协议存在的随机选举簇头及网内节点能耗不均等问题,提出了一种能量均衡高效的分簇路由协议LEACH-EPN.在成簇阶段加入最优簇数约束,综合考虑节点位置和剩余能量等多种因素;引入距离因子、能量因子及节点密度因子改进阈值公式;通过改变簇的范围来改变成簇机制,使簇头选举更合理、能耗分布更均匀,提高了网络的能量...     

无线传感器网络路由协议LEACH的研究与改进

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,但LEACH协议在成簇时没有考虑簇头节点的能量和位置,所以网络能耗较大。针对LEACH协议能耗较大的问题,为延长网络生存期,在LEACH协议的簇头选择公式中加入节点剩余能量和距离的参数,提出改进的LEACH协议。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。     

非均匀分簇路由协议改进算法

针对无线传感器网络中存在的“热区”问题,改进了非均匀分簇(EEUC)路由协议的簇头选择策略和簇间多跳路由算法,即在簇头竞争阶段分别对阈值的设定、非均匀分簇竞争半径的计算提出了相应的改进措施。在簇间多跳路由选择阶段,在网络能量代价开销公式中加入了两个因子:候选中继节点已当选转发节点的次数以及簇内成员个数。对改进的协议进行了仿真验证,结果表明:与原EEUC协议及LEACH协议相比,改进的EEUC协议具有更高的网络执行效率,更好地解决了热区问题,均衡了网络能耗,延长了网络的生命周期。     

基于分簇和覆盖优化的改进LEACH协议

针对传统LEACH协议中簇头数量自由度高以及分布不均所导致能量消耗过多的缺陷,提出一种基于优化分簇的、能耗均匀的改进LEACH协议。改进簇头选择机制,在常规能量阈值选取簇头节点的过程中,引入最优簇半径控制策略,改善簇头节点的物理分布位置,达到网络能量的均衡,同时引入网络覆盖率控制簇头数目,避免产生多余的簇头节点。该算法还在传统LEACH协议的基础上,使用CH-VCH交替轮寻策略简化计算量。仿真结果表明,该改进LEACH协议能解决传统LEACH协议存在的能量问题,使网络的能量消耗更加均匀,并在一定程度上延长网络的生存期限。     

一种聚类区域自适应调整的WSN能耗均衡分簇算法

详细分析LEACH协议,针对LEACH协议随机产生簇头导致网络中出现局部区域簇头分布不均、簇的规模不一、整个网络能耗不均衡、网络寿命缩短等问题,提出了一种聚类区域自适应调整的WSN能耗均衡分簇算法。在算法的选举簇头阶段,将节点剩余能量、备选簇头与邻居簇头的间距相结合作为判据参数;在成簇阶段,将节点预加入的簇头到基站的距离考虑在内,比较多个数据流向,采用节能最优路径策略。仿真结果表明,该协议能够有效均衡网络各节点能耗,显著延长了网络生存时间。     

能耗最优的LEACH协议改进

针对LEACH协议在簇头选取、数据通信方面的不足,提出改进后的AD-LEACH协议。根据节点的分类,修正簇头当选概率,使簇头选取均衡了能耗、距离、节点密度的影响。通过节点位置模糊匹配的方法将全网划分为若干个均匀大小的网格。数据传输阶段以能量利用率最高为目的,基于最佳转发距离选择转发节点。仿真结果表明,AD-LEACH协议有效降低和均衡了网络能耗,达到了能耗最优的目的。     

基于控制簇头能量的改进分簇路由算法

针对LEACH协议中簇头节点能量消耗相对过快,导致部分节点加快死亡、网络能量利用率降低的缺陷,提出一种改进的方法。通过计算理想簇半径,限制簇头的发射功率,从而减少簇头能量的消耗。仿真结果表明,改进后的方法能均衡节点的能耗,有效地延长了整个网络的生存期。     

煤矿井下无线传感网络路由协议研究

研究应用于煤矿井下无线传感网络路由协议对于构建煤矿安全监控系统具有重要意义,而无线传感器网络的节点能耗有限和煤矿井下巷道的长距离带状环境容易形成热区问题。本文提出基于能耗均衡的k-medoids协议使其适用于矿井巷道环境下的网络路由协议:改进协议在初始化簇头节点时采用领域自适应半径的方法,综合考虑了簇头节点的剩余能量因子和用邻居节点数计算出的近似密度因子,可以缩短选择初始化簇头节点的时间;更新簇头节点时把剩余能量也作为更新条件,从而达到均衡网络节点能耗的目的。实验仿真结果表明,改进协议在应用于长距离带状环境下,在节点死亡个数和平均剩余能量方面的性能优于LEACH和EEUC协议,有效均衡了网络能量消耗,延长了网络生命周期。     

一种基于LEACH的低延迟和低功耗的WSN分簇算法

针对经典分簇LEACH协议的不足,提出了低延迟、低功耗和网络能耗均匀的改进算法。该算法主要从两个方面对LEACH进行了改进:在稳定数据传输阶段采用CSMA机制,降低了数据传输延迟;在能量均衡和能耗方面,混入小部分初始能量高的高级节点,在簇头选举阶段首先对节点进行能量感知,并综合考虑节点剩余能量和平均能量,从而延长了网络的生命周期。文中首先对LEACH协议进行简单介绍,利用平均周期法对LEACH中使用的CSMA机制进行分析,从而得到了改进算法的延迟计算方法;然后对改进算法的数据传输阶段的能耗和算法复杂度进行分析,并对改进算法的簇头选举阈值的计算进行讨论;最后对改进算法的数据传输阶段的延时和功耗进行建模分析,并利用MATLAB进行仿真对比。仿真结果显示,改进算法使得第一个节点死亡的时间延长了31%,全部节点死亡的时间延长了24.7%,并且网络能耗更加均匀,因此,该算法有效地解决了LEACH中的热区问题,改进了实际WSN应用中节点集中死亡带来的区域信息缺失问题。相比于LEACH,改进算法的数据传输延迟平均降低了78.6%,保证了WSN应用中数据的实时性,因此改进算法在延迟、生命周期、网络能耗均匀性以及吞吐量等性能上都得到了优化提升。     

基于改进蚁群算法的LEACH协议研究

针对LEACH协议在数据传输阶段,簇首与汇聚节点之间采用单跳模式传输数据使得能量消耗快并且不均衡的问题,提出一种基于改进蚁群算法的新型路由协议。该协议利用了能耗因子对蚁群转移概率以及信息素更新进行改进,充分考虑了节点的剩余能量和节点间距离,通过信息素的建立和更新,寻找簇首节点和基站之间的最优传输路径,进行多跳传输模式,从而均衡簇首节点能量消耗。仿真实验结果表明,改进后的ACO-BEC协议较之于LEACH协议,能够有效降低了整个网络能量消耗,延长了网络寿命。