一种LEACH路由协议算法的改进与分析

基于传统的LEACH协议,提出了一种改进协议LEACH-CND。对无线传感器网络的簇头选举进行了优化,主要依据节点的剩余能量选举簇头,并求出网络的最佳簇头数。其次,基于椭圆曲线密码体制的优势,针对无线传感器网络节点轻量级身份密钥加密算法进行了探讨。最后,在MATLAB环境下对优化后的协议进行了仿真,证明了其可行性。达到了延长网络生存时间的目的。     

基于LEACH的能量节省路由协议的研究

无线传感器网络由于节点能量的限制,在组网中必须要充分考虑到节点能量的情况,以避免由于节点的能量耗尽,造成网络分割。针对经典无线传感器网络协议LEACH没有考虑节点能量的情况,提出了一种基于LEACH的改进协议。该协议实现了对簇头选择的优化,以及对簇头和基站通信路径的优化。OPNET仿真实验结果表明,该协议能有效地延长网络的生命周期,推迟网络分割的出现。     

基于最优簇头数和三段路由的改进型LEACH算法

LEACH协议可延长无线传感器网络的使用寿命,提高信息传输量.但是研究发现基站距离网络区域愈远,LEACH协议的效果愈差,网络价值愈小.故本文提出了一种基于最优簇头数和三段路由的改进型LEACH算法,以克服基站位置对网络寿命和信息传输量的影响.该算法依据不同WSN的传感器节点数目,预先计算出理论上最优的簇头数目,残余能量最高的簇头将被选举为唯一的高层簇头,形成节点—簇头—高层簇头—基站的三段数据路由.实验结果表明,与LEACH协议相比,当传输距离小于距离阈值时,该算法有效提升了节点能耗的均衡性,推迟首节点死亡时间,从而提高信息传输量;当距离超过阈值后,网络寿命和信息传输量显著提高,算法优势更为明显.     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。     

无线传感器网络中基于能量的成簇协议

无线传感器网络采用能量有效方式传输数据对于延长传感器网络寿命十分重要。LEACH是一种基于簇的协议,它采用本地簇头随机轮转机制将能量负载均匀分布到网络中的所有传感器节点,簇头节点将收集到数据进行融合后发送给基站。提出一种改进的方案,采用随机成簇算法让网络中传感器节点成簇,成簇的过程考虑传感器节点剩余能量和簇头与非簇头结点之间的距离。通过分析评价和仿真结果,说明新算法比LEACH更能有效利用能量且发送更多的数据。     

基于混沌粒子群与蚁群算法的WSN路由协议

为了降低无线传感器网络（WSN）能量消耗,延长网络生存周期,提出了一种基于混沌粒子群（CPSO）和蚁群算法相结合的路由协议。该协议针对典型的分簇协议LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议的簇头选择进行了优化,考虑了节点剩余能量和簇内密集性等因素,采用新的混沌粒子群算法对簇头选择进行优化。然后,针对LEACH协议簇头到基站采用单跳通信,容易使簇头早亡的问题,采用蚁群算法优化簇头到基站的路由路径,减少通信消耗的能量。仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,新的协议能有效减少能量消耗,延长网络生命周期。     

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。     

一种多媒体传感器网络低能耗分簇协议

多媒体传感器网络面临的主要挑战是在能量受限的情况下传输大量数据。在经典分簇协议LEACH的基础上,提出一种考虑数据量的多媒体传感器网络低能耗分簇协议。在簇头选举阶段,选择剩余能量多和数据量大的节点作为簇头;在成簇阶段,同时考虑节点到簇头的通信距离和节点的数据量让节点加入簇。仿真结果表明,提出的协议能有效提高网络的生命周期。     

能量不均衡的传感器网络路由算法研究

结合实际应用中传感器网络能量分布不均衡的特点,分析了以低功耗自适应集簇分层型协议(Low Energy Adaptive Clustering Hierachy Protocol,LEACH)为代表的分簇路由协议存在的不足。在改进LEACH协议的基础上,提出了LEACH-SCE协议,并以二级能量异构网络为例通过MATLAB软件对协议的性能进行了仿真验证,仿真结果表明,通过优化高能节点的簇头选择概率,改进协议可以更加有效地利用网络能量,同等条件下,比LEACH协议的生存周期提高了31%,有效节约了网络成本。     

无线传感器网络LEACH改进算法的设计与仿真

在众多的无线传感器网络分簇路由协议中,低功耗自适应分簇(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)算法是其中比较流行的协议之一,但它并没有考虑到每个节点的能量状态,而且最优簇首数一旦确定,整个网络通信期间不再改变,因而不能更有效地提高网络的生存时间.文章在LEACH协议的基础上提出了一种改进的高能效无线传感器网络协议-EECRP(an Energy Efficient Cluster Routing Protocol).仿真结果表明,与LEACH相比,EECRP具有更好的能量有效性,并且提高了无线传感器网络的寿命.     

无线传感器网络泊松分布最优簇首数目的研究

在无线传感器网络分簇路由协议中,簇首节点通常会消耗更多的能量。簇首节点过多或过少都会增加网络能耗。因此,为延长整个网络的生存周期,需要合理设置簇首节点的个数。在节点服从二维泊松分布的基础上,为最小化网络能耗,提出了一种求解网络最优簇首数目的方法。网络仿真表明,簇首个数为最优簇首数时,整个网络能量消耗最低。将求解的最优簇首数用于LEACH协议中,不仅延长了第一个节点的死亡时间,也提高了整个网络的生存周期。     

LEACH协议的改进与仿真分析

在深入分析无线传感器网络路由协议设计目标的基础上,由于低功耗自适应分簇路由协议（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）簇头既要融合簇内节点发送来的数据又要将处理后的数据发送给基站,导致能量消耗较大。因此融入负载平衡和簇内成链的思想对LEACH协议进行改进,通过贪婪算法使簇内节点数据传输采用链式传输,让簇头工作时间尽量延长,使簇的稳定阶段时间提高,全网节点负载均衡。通过NS2对改进的LEACH协议进行仿真分析,结果表明改进的LEACH协议网络寿命极大延长。     

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CPK和能量的安全路由算法

无线传感网是由大量传感器节点组成的网络,具有无线通信、自组织、无中心的组网特性。针对无线传感器网络面临的众多安全问题,从组合公钥和节点能量入手,对LEACH进行改进,提出了一种基于CPK和能量的安全有效路由算法。通过仿真实验,改进的路由协议比LEACH具有更长的寿命,而且在安全性方面也进一步加强了。     

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TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.     

A new algorithm for cluster head selection in LEACH protocol for wireless sensor networks

In wireless sensor network, a large number of sensor nodes are distributed to cover a certain area. Sensor node is little in size with restricted processing power, memory, and limited battery life. Because of restricted battery power, wireless sensor network needs to broaden the system lifetime by reducing the energy consumption. A clustering‐based protocols adapt the use of energy by giving a balance to all nodes to become a cluster head. In this paper, we concentrate on a recent hierarchical routing protocols, which are depending on LEACH protocol to enhance its performance and increase the lifetime of wireless sensor network. So our enhanced protocol called Node Ranked–LEACH is proposed. Our proposed protocol improves the total network lifetime based on node rank algorithm. Node rank algorithm depends on both path cost and number of links between nodes to select the cluster head of each cluster. This enhancement reflects the real weight of specific node to success and can be represented as a cluster head. The proposed algorithm overcomes the random process selection, which leads to unexpected fail for some cluster heads in other LEACH versions, and it gives a good performance in the network lifetime and energy consumption comparing with previous version of LEACH protocols.     

基于剩余能量和睡眠控制的改进LEACH算法

无线传感器网络（WSN）路由协议研究的一个重要的目标是如何在有限的能源下降低整个网络的能耗,提高网络的生存时间。以分簇路由协议LEACH为研究基础,提出了一种改进算法。该算法改进了簇首选择规则,引入协调件协议算法,通过在成簇阶段降低剩余能量低的节点被选择成为簇首的概率,在稳定运行阶段使簇首节点尽可能多的保持睡眠状态,从而降低了网络能耗。仿真结果表明,与原LEACH算法相比,改进的算法能够明显地延长网络生存时间。     

基于双簇头非均匀分簇的LEACH协议的改进

在无线传感器网络中的LEACH协议是一种自适应聚类路由算法．由于LEACH协议存在着无法控制簇首在网络中的分布位置、簇首选择方式限制条件不够等缺点导致能量消耗太大．基于簇头能量限制和双簇头路由方式,对LEACH协议进行了改进,设计了一种降低能耗的双簇头非均匀分簇路由协议．双簇头非均匀分簇路由协议采用NS2进行网络仿真实验,通过仿真结果的分析以及与LEACH协议的对比,证明双簇头非均匀分簇路由协议有效提高了网络能耗的均衡性．