基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议

针对无线传感器网络（WSN）存在"能量热区"和系统鲁棒性较差的问题,提出了一种基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议（UCOD）。首先,优化竞争半径函数,使簇首分布更合理;其次,引入主副簇首机制,当主簇头能量低于设定的能量阈值时进入休眠,副簇头同时执行主副簇头功能以提高鲁棒性;然后,采用奇偶轮不同的成簇机制,奇数轮全局节点竞争簇首,偶数轮在奇数轮簇内选择簇首,减少节点入簇选择耗能;最后,将网络分级,节点根据位置、能量、转发次数和周围节点数在下一级选择中继节点。仿真结果表明,UCOD与分布式能量均衡非均匀分簇协议（DEBUC）和基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议（HRPNC）相比,网络生命周期延长了28.4%和13.7%,丢包率在簇首损坏50%的情况下降低了39.1和27.5个百分点。实验结果表明,UCOD能够有效提高能量效率和系统鲁棒性。     

簇首选择改进的LEACH无线传感器路由协议

针对LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议能耗大、网络生命周期短等不足,提出一种簇首选择改进的LEACH无线传感器路由协议(M-LEACH)。首先在综合考虑节点剩余能量、网络平均剩余能量、上一轮节点消耗的能量基础上,引入加权因子选择簇首。然后根据接收信息、簇首以及传输ADV的能耗确定簇首的数量,使簇首在网络中分布均匀。最后采用仿真实验进行性能测试。结果表明,相对于LEACH协议以及其他改进的LEACH协议,M-LEACH降低了传感器网络的能耗,使整个网络能量更加均衡,延长了无线传感器网络的生命周期。     

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。     

LEACH节能路由协议的改进

传统的LEACH协议具有簇的位置无法控制、各节点成为簇首概率相同,当能量少的节点成为簇首时会消耗很多能量从而影响整个网络的工作、网络扩展性受限等缺点,基于传统LEACH协议的这些缺点,提出对LEACH的改进方法。在改进的LEACH协议中,综合考虑了节点当前剩余能量、簇首与节点和簇首与基站的距离以及簇头分布均匀性等情况,变单跳路由为多跳路由,根据网络规模合理确定簇首数,提出一种加权的阈值最优路由算法。改进的LEACH路由协议,可以明显地提高传感器网络的性能,有效地延长了网络生命周期。     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议

由于无线传感器网络节点能量有限,为均衡无线传感器网络节点之间的能量消耗,提高整体网络的生命周期,针对LEACH协议中簇首选举时未考虑节点剩余能量因素、随机分簇等不足,提出了一种改进的LEACH协议.改进的LEACH协议在簇首选举时,以节点的剩余能量作为重要参考依据,优化节点担任簇首的概率.仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,改进的LEACH协议达到了能量消耗均衡的目标,从而延长了网络的生存寿命.     

基于LEACH的线性预测能耗均衡路由协议

LEACH协议是无线传感器网络中层次型路由协议的典型代表,网络中节点自动成簇,簇内成员通过簇首与基站通信,网络定时选举簇首以均衡节点能量.但节点在空间上分布不均以及在每轮稳定阶段担当簇首的节点能耗不均都会使得网络平均性能下降.提出了基于LEACH的线性预测能量消耗均衡路由协议,能够通过预测下一轮的能量消耗速率来动态调整下一轮的簇首切换的时长.仿真结果显示该协议在能量消耗、实际单位比特所耗能量和网络生命周期等方面性能更好,能均衡网络能量消耗,延长网络生命周期.     

基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议

针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。     

一种基于遗传算法的无线传感器网络LEACH路由协议的改进算法

针对LEACH协议存在的簇首数目与最优簇数目不一致,随机选择簇首,未考虑节点剩余能量、节点位置和节点密集度等问题,提出了一种基于遗传算法的新型路由算法LEACH-GEC,算法首先利用最优簇数目与遗传算法的结合对网络节点进行分簇,然后利用节点剩余能量、距簇内质心的距离、节点覆盖度和共享密钥数目等约束条件来选择簇首.仿真表明:改进后的路由算法较LEACH协议分簇更均匀,簇首选取更合理,有效延长了网络寿命,同时还可以确保簇内通信的安全性.     

水声传感器网络分簇路由协议研究

通过分析LEACH协议的优缺点,提出了一种改进的基于位置的水声传感器网络分簇路由协议——PBCP。该协议对LEACH的簇首选择机制进行了改进,同时基于位置信息将簇首与Sink节点之间的通信由单跳改为多跳。仿真结果表明,与LEACH协议相比,PBCP协议能够有效节约节点能量,平衡网络负载,延长网络生存时间。     

基于非竞争式簇首轮转的WSNs分簇优化方法

针对LEACH协议中节点网络能量效率低的问题,建立了分簇协议的能耗模型;基于对簇首竞选能耗和不同节点能耗差的分析,提出了一种基于非竞争式的WSNs簇首轮换方法:在每一个轮转周期的第一轮中竞选一次簇首,其余轮中采取固定轮转的方法依次让其它节点充当簇首;同时合理设置每轮中的数据收集次数,以便有效降低网络簇首竞选能耗;理论分析和仿真实验表明:改进的分簇算法能够有效地改善WSNs分簇协议的总能耗性能。