无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

针对LEACH协议存在的3大问题:簇头选举时未考虑节点剩余能量、频繁成簇造成了大量额外能耗以及欠缺对簇间能耗均衡的考虑,提出了能量有效分簇路由协议(LEACH-improved).该协议中,首轮成簇后网络中簇的分布和数量将保持不变,以后每轮各簇的簇头由上一轮簇头结合节点的能量水平来指定,借鉴泛洪算法的思想,在簇间建立多...     

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LEACH协议的研究与改进

针对LEACH路由协议簇头选举问题,提出一种改进的路由协议LEACH_improve。如果簇头平均剩余能量小于阈值,则算法采用全网选举簇头方式。否则,依据节点剩余能量、距簇内质心的距离等约束条件算法使用簇内选取簇头方式。仿真结果表明:与经典路由协议LEACH相比,LEACH_improve提高了能量利用率,延长了网络生命。     

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。     

一种基于LEACH改进的均匀分簇路由算法

针对LEACH分簇算法簇头分布位置不均匀以及节点耗能不均衡等缺点,该文提出一种双SINK节点均匀分簇算法DSUC。该算法首先利用无信标节点ABC定位算法,计算出每个节点的坐标位置,再根据理论得出的最佳簇头数将整个无线网络区域尽可能地划分成均等的区域,然后SINK节点通过各节点坐标选举各区域内离质心最近的节点做为第一轮簇头节点。在区域的对称位置上设置两个SINK节点,轮流交替工作,能有效的解决“热区”问题。     

LEACH协议簇头选择算法的改进

LEACH协议存在簇头节点个数和位置分布不稳定的现象。在改进的LEACH-H协议在簇头节点的选举过程中,充分考虑了簇头节点剩余能量因素,设定了簇头的能量阀值,防止了低能量的节点成为簇头。在此基础上引进簇头调整过程,该过程通过排除紧密邻居簇头和增加必要的簇头,在一定程度上解决了LEACH协议存在的问题,从而达到均衡网络能量消耗,延长生存期的目的。网络仿真证明了新算法的可行性。     

一种改进的多簇头路由协议

传统分簇路由协议轮叫调度算法(RRCH)只进行一次簇的建立过程,当需要更换簇头时,在每个簇内选举一个剩余能量最高的成员节点作为下一轮的簇头。但是每轮只为每个簇选择一个簇头,且可能分布在簇的边缘,这将导致簇头节点能量浪费。提出了一种多簇头路由算法(MCHB),其主要思想是在簇的形成阶段为每个簇中选择2个簇头,由这2个簇头承担能耗,防止了单一簇头节点过早死亡。算法仿真结果表明,与传统算法RRCH相比,改进后的多簇头路由协议延长了约30%的网络寿命,大大降低了能耗。     

基于半固定分区的无线传感器网络分簇算法

经典分簇路由算法在每轮的数据采集过程中均需要重新选举簇头和簇的划分,使得网络的拓扑结构极不稳定以及增加了不必要的网络开销,因此提出了一种基于半固定分区的无线传感器网络分簇算法.该算法在首轮,对传感器网路进行簇头的随机选举和簇的划分且其它轮不再重新分簇,然后在各个簇内依据节点的剩余能量和到汇聚节点的距离进行簇头的选举.实验结果表明,与传统分簇协议中的全网广播簇头选举机制相比,该算法不仅拥有稳定的簇结构,而且网络工作稳定期延长了约69.62%,有效地提高了无线传感器网络的可靠性.     

一种基于反馈的K-means分簇算法研究

针对典型的LEACH分簇式路由协议分簇不均匀,簇头节点分布随机导致网络能量消耗大的情况,本文提出一种基于死亡节点数目反馈的K-means分簇算法。首先通过K-means算法划分簇的个数,选择簇的中心节点为该簇的簇头,并通过位置集中性得到集中性较大的若干个节点为主簇头群,其中最大的为主簇头,自此完成初始化。此后用一个受死亡节点数调控的自适应打分函数更新每一轮的簇头和主簇头。主簇头只用于融合并传输数据并不负责感知环境信息。仿真实验结果表明:本算法相较LEACH以及传统的基于K-means的分簇算法,在整个网络的生存时间上分别提高了35%和25%。同时证明:反馈机制的加入和主簇头的选取都有利于网络寿命的提升。      

基于冗余节点的LEACH协议的改进

无线传感器网络中LEACH协议是一种典型的能有效延长网络生命周期的节能通信协议。因为其优秀的节能效果和其简单的规程得到了广泛的认可。但是LEACH簇头算法存在簇头开销大、簇头没有确定的数量和位置等不足。而在成簇后的稳定阶段,节点通过一跳通信将数据传送给簇头,簇头也通过一跳通信将聚合后的数据传送给基站,这样会造成簇头节点...     

无线传感器网络模糊逻辑分簇路由协议

在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中,LEACH协议通过概率模型来选举簇头,由于没有考虑到传感器节点的分布情况和能量剩余等信息,可能会使得部分节点过早死亡.针对这一问题,提出基于模糊逻辑的分簇路由协议（DFLCP）.在预选簇头阶段,根据节点剩余能量等信息利用模糊逻辑计算出节点的竞争半径,使得簇头分布相对均匀;在簇头选举阶段,通过模糊逻辑确定节点成为簇头的概率.仿真结果表明：DFLCP协议可有效控制簇头节点的分布密度和簇的半径,均衡网络负载,延长节点平均生存时间.     

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.     

NSMTSEP: Neighbor Supported Modified Threshold Sensitive Stable Election Protocol for WSN

The way by which we select a cluster head critically affects the overall futuristic structure in the network. Cluster head wastes more energy for long distance transmission in the network. Sometimes, due to incomplete information of neighbor nodes, a proper cluster head is not selected and deplete energy quickly. This paper, presents a clustering protocol (NSMTSEP) based on neighbor support. Support of the neighbor node is used to calculate the threshold. Neighbor nodes are labeled based on dynamically changing parameters. The total energetic value of different nodes, cluster heads degree, the summative information of distances of member nodes, etc. is dynamically changing parameters. The label of a node is used to calculate the weight of that particular node. Weight is finally used to formulate equations for threshold calculation. The fundamental target is to increase the stable time, throughput, and network lifespan by reducing the cost incurred in intra-cluster communication. Neighbor supported labeled method is suitable for increasing longevity in the network. NSMTSEP upgrades stability by 8.6%, 36.9% as compared to enhanced threshold sensitive stable election protocol (ETSSEP) and threshold sensitive stable election protocol (TSEP). NSMTSEP is three times more stable than stable election protocol (SEP) and low energy adaptive clustering hierarchy protocol (LEACH). Improvement in the lifespan of NSMTSEP is recorded by 11.98%, 3.43% and 24.9% over ETSSEP, TSEP, and LEACH respectively whereas more than twice in comparison with SEP. The throughput enhanced by 32.2% and 55.7% respectively over TSEP and LEACH, twice over SEP and ETSSEP respectively.

     

低能量自适应分群分层协议的改进

为了避免能量较少节点当选为群首而过早死亡,对Leach协议群首的选取进行改进。采用结合节点剩余能量重新设置阈值的方法,选取剩余能量较多的节点作为群首,解决了能量较少节点当选为群首和群首负担载过重的问题。仿真结果表明,采用改进后的算法可以有效减少网络能量的消耗,延长网络生存时间。     

无线传感器网络功率路由算法研究

无线传感器网络的应用越来越广泛,主要是军事、工业、医疗等方面。然而无线传感器网络具有节点能量、存储和计算能力非常有限等特点,文中在传统的LEACH（低功耗自适应集簇分层型）协议的基础上进行了改进,并提出了一种新的无线传感器网络路由算法LEACH-N。新算法沿用了LEACH协议簇的结构,在簇头选择方法上基于传统DCHS算法的簇头选择算法,簇内成员与簇头之间直接通信,簇头与基站之间轮流进行单跳和多跳通信;多跳通信则是采用一种改进的MTE（最小传输能量）路由算法。通过NS2仿真软件对LEACH-N协议与LEACH协议分别进行了性能测试。实验结果表明,相比LEACH协议,LEACH—N协议系统能耗低、网络生命周期长,且具有更好的规模可扩展性。     

有效降低无线网络节点能量的LEACH新算法

LEACH是一种低功耗自适应按簇分层路由算法.为了降低节点能耗,在LEACH协议的基础上提出了在选举簇头时,改变阈值T(n)的大小以降低节点成为簇头的概率,从而节省网络因分簇而消耗的能量.同时又提出了一种基于节点剩余能量的二层簇头的算法,该算法能使节点减少将冗余信息传输到基站,从而达到降低节点消耗能量的目的.通过实验仿真,表明这些方法能使网络节点能量的消耗减少,达到了延长网络生命周期的目的.     

用于图书馆环境信息采集的传感器网络结构研究

设计了一种基于投票的簇头选举方法,该方法使节点向能量大的节点投票,并且选票的传播距离只有一跳,不被转发,确保了邻居较多、剩余能量大的节点能够获得较多的选票.结合网络能耗来计算最优簇头个数,有效克服了LEACH协议中分簇个数和簇头选择机制上存在不足.仿真结果表明,本方法能较好适用于图书馆环境,达到监测目的.     

一种基于LEACH的改进分簇路由协议

经典LEACH算法在每轮数据传输过程中,所有子节点均向汇聚节点传输数据,成员节点充当簇头次数不均匀,导致信息冗余与节点能量浪费,使网络生存时间变短。针对这一问题,提出了一种基于部分成员节点随机转发机制的分簇算法,让子节点在数据传输过程中,按照均匀分布规律,选择部分节点工作。仿真结果显示,与经典的LEACH算法相比,改进后的协议延长了约38%的网络寿命,推迟了第一节点死亡时间约13%,大大地降低了能耗。在大规模网络仿真方面,优势更明显。