基于LEACH协议的无线传感器网络路由算法

无线传感器网络是由能量有限的传感器节点组成,设计高效节能的路由策略是其组网的重要问题;针对LEACH协议中簇头分布不均造成网络时延,以及簇头与基站在远距离传输过程中能量损耗严重等问题,提出一种改进的LEACH路由算法;改进的算法运用新的阈值公式,在不减少簇头数量的前提下,以竞争方式选举出均匀分布的簇头,簇头从成员列表中选出子簇头与其链接成树,以多跳方式进行数据传输,实现网络分簇的整体平衡;NS-3仿真结果表明,改进的算法与传统LEACH算法相比,具有更优的能量均衡性,并显著提高了网络寿命及降低了网络延迟。     

基于无线传感器网络LEACH协议的改进算法

基于无线传感器节点的位置信息及剩余能量,提出了一种基于LEACH协议的改进算法-PE-LEACH协议。PE—LEACH协议基于节点的位置信息进行分簇,基于节点的剩余能量及位置信息进行簇头的选择,当簇头距离汇聚节点较远时采取中转方式传送数据。较好的平衡了网络能量负载,延长了网络的生命周期。仿真结果表明：PE—LEACH协议与LEACH协议相比,提高了网络能量的利用率,延长了节点的生命周期。     

能量优化的无线传感器网络LEACH算法

针对无线传感器网络(WSNs)的经典路由算法LEACH中存在簇头节点选举不合理,导致节点加速死亡、网络寿命缩短的问题,提出了基于能量和连通度的LEACH(LEACH-EC)算法.该算法主要在簇头选举时,同时引入节点的剩余能量和连通度两个因子,采用修改阈值的方法,优化簇头选举,从而避免低能量和低连通度节点担任簇头的可能性.仿真实验结果表明:该算法均衡了整个网络能量消耗的比例,延长了节点和网络的寿命.     

一种基于LEACH协议的无线传感器网络路由算法

无线传感器网络路由技术是当今国内外研究的重点和热点,其设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络生命周期。结合前人研究的成果,针对特定的网络应用环境,对LEACH协议路由算法的进行了改进。理论分析及仿真结果表明,改进后的路由算法比原LEACH协议路由算法系统整体能耗降低,网络生命周期和吞吐量显著提高,并且网络扩展性能更好。这对于可靠性有特殊要求的应用场合具有一定的实用价值。     

无线传感器网络LEACH协议成簇算法研究

减少传感器节点的能量消耗,延长网络生命周期是无线传感器网络路由协议的首要设计目标.针对LEACH协议在簇的形成过程中节点只考虑自身的通信代价的不足,提出了一个基于权值的新协议,它融入了簇头的剩余能量以及簇头到基站的距离等因素.仿真实验表明,新的协议减少并平衡了各节点的能耗,延长了网络的生存时间.     

无线传感器网络LEACH路由协议改进算法

路由协议是无线传感器网络网络层的核心技术,而路由协议中的路由算法却起着至关重要的作用。文章在LEACH协议基础上,提出了一种改进的LPEA路由算法。经过仿真分析,LPEA路由算法与LEACH算法相比,能进一步降低网络能量消耗,延长了网络生存周期。验证了该协议算法具有一定的可行性和有效性。     

无线传感器网络LEACH协议的改进

针对无线传感器网络典型分簇协议LEACH簇首随机选择和频繁分簇的问题,提出一种基于LEACH的改进协议。簇首的选择分为奇数轮和偶数轮,在奇数轮簇首的选择时,节点生成一个随机数,将此随机数和阈值进行比较,小于阈值的节点成为簇首节点,其中阈值的生成考虑了节点的能量。在偶数轮簇首选择时,每个簇选择上轮中簇内能量最高的节点作为本轮簇首。协议能够有效均衡网络的能量,延长了网络的生命周期。     

无线传感器网络LEACH协议的改进

延长传感器网络的生存周期,降低传感器节点的能耗成为无线传感器网络（WSN）研究的重点。基于LEACH 协议中簇头生成算法提出了改进、调整节点竞选簇头的阀值函数,并在非簇头节点选择适合自己的最优簇头时综合考虑了候选簇头节点的剩余能量以及距基站的距离等因素,给出了新的成簇机制的适合因子的计算公式。仿真结果表明,新型簇首选择机制能够有效平衡节点的能耗分布,延长节点与网络的寿命。     

无线传感器网络LEACH协议群首算法的改进

LEACH是最早的无线传感器网络路由协议之一,其组网过程中的推选群首的算法存在着群首个数和群首位置分布不稳定的现象,对网络寿命会产生不良影响。本文提出了撤销群首算法和增选群首算法,通过调整群首数目和群首间距离,达到使群首个数和分布位置趋于稳定的目的,仿真结果证明了算法的有效性。     

基于节能的无线传感器网络LEACH协议改进

由于传感器节点电池电量有限,因此在无线传感器网络中如何节能是一个关键问题。对经典的LEACH(Low En-ergy Adaptive Clustering Hierarchy)协议做出改进:提出了一种新型的簇首选择机制。算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性,进一步保证网络内节点能量负载的均衡性。仿真结果表明,新型的簇首选择机制能够有效平衡节点的能量消耗分布,延长节点与网络的寿命。     

PEACH: Power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks

The main goal of this research is concerning clustering protocols to minimize the energy consumption of each node, and maximize the network lifetime of wireless sensor networks. However, most existing clustering protocols consume large amounts of energy, incurred by cluster formation overhead and fixed-level clustering, particularly when sensor nodes are densely deployed in wireless sensor networks. In this paper, we propose PEACH protocol, which is a power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks. By using overhearing characteristics of wireless communication, PEACH forms clusters without additional overhead and supports adaptive multi-level clustering. In addition, PEACH can be used for both location-unaware and location-aware wireless sensor networks. The simulation results demonstrate that PEACH significantly minimizes energy consumption of each node and extends the network lifetime, compared with existing clustering protocols. The performance of PEACH is less affected by the distribution of sensor nodes than other clustering protocols.     

无线传感器网络低功耗自适应分簇协议

低功耗自适应分簇(LEACH)协议随机循环地选择群首节点将网络能耗平均分配到每个传感器节点中,但并没有考虑每个节点的剩余能量。为了避免能量较少节点因为当选为群首较快消耗能量而过早死亡,提出了一种LEACH-New节能算法,根据能量概率选取剩余能量较多的节点作为群首并确定最佳群首个数,群首收集数据并融合后采用单跳和多跳相结合的方式将数据转发给基站。这样解决了LEACH协议能量较少节点当选为群首和群首负载过重的问题,从而延长网络生存时间。仿真结果表明,改进后算法有效地减少了网络能量消耗,保证了网络负载的平衡。     

能耗均衡的无线传感器网络两级路由协议*

传感器网络分簇路由协议研究的一个关键问题是如何最优化组簇,既能有效降低簇内节点能耗,又能均衡整个网络能耗。为此,提出一种能耗均衡的网络两级分层分簇路由协议。协议底层应用PSO算法实现网络节点最优化分簇;上层选择总簇头节点负责收集、融合簇头数据并发送至基站。仿真结果表明,本协议能有效降低节点死亡速度,延长网络生存周期。     

一种分布式高效节能的自适应传感器网络聚类协议

现有的传感器网络拓扑协议未全面考虑节点位置、剩余能量等因素影响,算法的稳定性、能量有效性不足。提出一种分布式高效节能自适应传感器网络聚类协议(DEAC)。该协议通过增加等比能量约束项,利用节点的剩余能量信息,改变候选类首的选择概率,再基于邻居节点候选类首的信息,选择合适的类首。实验结果表明:与LEACH,HEED等拓扑协议相比,DEAC可有效减少网络总能耗、平均网络各节点的能量消耗、延长网络的生存时间,性能超过LEACH,HEED等聚类协议。     

基于等级的无线传感网自适应分簇算法

为解决现有无线传感器网络（WSN）分簇算法难以同时兼顾其异构性和移动性,从而引发网络寿命较短、网络数据吞吐量较低等问题,提出了基于节点等级的自适应分簇算法。该算法按轮运行,每轮分为自适应分簇、簇建立、数据传输三个阶段。为解决节点移动性引发的簇首数目和成簇规模不合理的问题,在自适应分簇阶段,根据子区域内节点数目变化对相应子区域进行细化或就近合并,以确保每个子区域内节点数目在合理范围内。在簇建立阶段,选举簇内等级最高的节点为簇首,解决异构性引发的部分节点能耗过快、网络寿命缩短的问题;节点等级除考虑节点剩余能量外,还结合WSN实际应用,由节点剩余能量、能量消耗速率、到基站的距离、到簇内其他节点的距离综合决定。基于OMNeT++和Matlab的仿真实验结果表明,在节点移动速度为0~0.6 m/s的能量异构WSN环境下,较移动低功耗自适应集簇分层（LEACH-Mobile）算法和分布式能量有效分簇（DEEC）算法,运用所提算法分簇的WSN寿命延长了30.9%以上,网络数据吞吐量是其他两种算法分簇的网络的1.15倍以上。     

能量异构的无线传感器网络分簇协议

无线传感器网络分簇协议通常假定网络是同构的,即网络中所有节点具有相同的初始能量,这些协议不能充分利用异构网的特点。提出了一种适合于异构网的分布式分簇协议（EHCP）,该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首以平衡节点的能量,并在簇间采用多跳通信以节省能量。仿真实验结果表明：与同类协议相比,EHCP协议能显著地延长网络稳定工作的时间,具有良好的性能。     

A biologically-inspired clustering protocol for wireless sensor networks

Lately, wireless sensor networks are garnering a lot of interests, as it is feasible to deploy them in many ad hoc scenarios such as for earthquake monitoring, tsunami monitoring and battlefield surveillance. As sensor nodes may be deployed in hostile areas, these battery-powered nodes are mostly expected to operate for a relatively long period. Clustering is an approach actively pursued by many groups in realizing more scalable data gathering and routing. However, it is rather challenging to form an appropriate number of clusters with well balanced memberships. To this end, we propose a novel application of collective social agents to guide the formation of these clusters. In order to counter the usual problems of such meta-heuristics, we propose a novel atypical application that allows our protocol to converge fast with very limited overhead. An analysis is performed to determine the optimal number of clusters necessary to achieve the highest energy efficiency. In order to allow for a realistic evaluation, a comprehensive simulator involving critical components of the communication stack is used. Our protocol is found to ensure a good distribution of clusterheads through a totally distributed approach. To quantify certain clustering properties, we also introduced two fitness metrics that could be used to benchmark different clustering algorithms.     

一种新颖的传感器网络聚类路由协议

提出了一种能量有效的基于聚类的传感器网络路由协议—EEHCA（an Energy-Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for wireless sensor networks）。该协议通过最小化通信能量消耗并在所有节点之间实现能量消耗负载平衡的方式,达到了延长传感器网络生存时间的目的。协议提出了一种新颖的簇首确定机制,该机制可以避免感知区域内的节点进行频繁的簇首选举,从而节约了能量。为提高传感器网络的容错性能,引入了备用簇首的概念。在簇首与基站通信方面,采用多跳传输的方式进行,从而避免了距离基站较远的簇首进行长距离通信时所造成的能量过早耗尽的问题。仿真结果表明提出的协议拥有比LEACH和HEED协议更长的网络生存时间。     

一种能耗均衡的无线传感器网络分簇算法

以无线传感器网络中的LEACH和HEED分簇算法为背景,提出一种基于能耗均衡的自适应网络分簇算法EBACA。算法的主要特点是传感器节点根据自身状态信息自主竞争簇头,簇头选择标准考虑了随机概率与节点剩余能量结合,并引入了节点能量预测和能量阈值;为均衡各个节点的能耗,通过重新规划时间片来调节节点的工作频率;为减少簇头的能量开销,簇头之间通过多跳方式将各个簇内收集到的数据发送给特定簇首节点,并由此簇首节点将整个网络收集的数据发送给基站。设计的目标是均衡网络能耗,进而最大化网络寿命。分析和仿真结果表明,相对于几种重要的分簇算法,如LEACH和HEED,EBACA在平衡节点能量消耗和延长网络寿命方面具有更优越的性能。     

基于能量高效的无线传感器网络LEACH协议改进

针对无线传感器网络节能问题,详细分析了经典分簇协议——LEACH,在其基础上针对LEACH的不足进行改进,提出了一种能量高效的分簇路由协议。该协议在簇头选举的算法中纳入节点剩余能量作为参数,提出各簇独立进行的簇头轮换机制,控制簇头在簇中的分布和各簇成员节点数目,并采用基于阈值的单跳与多跳相结合的簇间通信方式。仿真结果表明,改进后的协议较LEACH能够有效节约节点能量,均衡网络各节点消耗,显著延长了网络生存周期。