无线传感器网络路由算法的改进.pdf

《无线传感器网络路由算法的改进.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、信息与电脑算法语言ChinaComputer&Communication2010年4月刊无线传感器网络路由算法的改进任淑艳四川大学计算机学院07级硕士，四川成都610064摘要：无线传感器网络的应用越来越多，其安全问题备受关注。无线传感器网络面临着众多的安全威胁，而传感器节点能量的有限性导致了传统的安全机制很难满足需求。基于无线传感器网络自身的特性，并在此基础之上，针对LEACH算法的缺点考虑，对其进行了改进，进而提出了一种新的路由算法即SP算法。使用NS2模拟器通过仿真实验证明：与LEACH算法相比，最短路径路由协议更适合多层移动大规模无线传感器网络。关键词：无线传感器网络；安全

2、机制；LEACH；SP；NS2中图分类号：TP393.06文献标识码：Ａ　文章编号：1003-9767（2010）04-0168-02（k）1.LEACH算法的优缺点①如果节点k不在i到j的最短路径内，那么依据C(i,j)的定义，（k）（k-1）①将网络消耗的能量平均分摊到每个节点上，从而延长了网络的得到C(i,j)=C(i,j)。（k-1）（k-1）生存期。②如果节点k在i到j的最短路径内，那么依据C(i,k)和C（k-1）（k-1）（k-1）（k）（k-1）②簇头进行数据融合，减少了数据通信量。(k,j)的定义，若C(i,k)+C(k,j)

3、k-1）③不需要控制，每个节点自适应的运行。(i,k)+C(k,j)。④由于LEACH假设每一个节点都可以与网络中的任意节点通信，那么在网络覆盖区域较大时，因为传感器节点的通信距离是有限3.仿真场景的设立及实验结果分析的，LEACH协议将不再适用。在100米*100米及500米*500米的区域内，有50、100、200个S节⑤由于LEACH随机产生簇头，使得簇头节点在网络中分布不均点随机分布在初始能量为0.25J,0.5J,1J,2J。F节点分布在区域中心，覆匀，若簇头位置靠近簇的边缘，则导致簇内普通节点与簇头通信总能盖整个区域，构建互联的网络。C节点随机分布在区域内部。量开销较大

4、；若簇头距离较近，则失去分簇的意义。图1描述了网络负载如何随着仿真实验结束的时间而减少的。其⑥没有考虑节点的剩余能量。如果某个节点的剩余能量比较小，中，包含100个初始能量为2J的S节点，并且仿真时间是60分钟。从图而它又恰巧被选为簇头节点，而簇头的能量消耗比较大，那么一旦簇1可以看出，在100米*100米和500米*500米中，在移动传感器网络中头的能量耗尽，那么该簇所收集的信息将不能传回Sink节点，这种情的网络负载下降到低于10%，且一直维持这个水平。当更新周期到来况，应该尽量避免。时，网络负载会上升一些，但不会上升太多值，随后又迅速降低到低于10%。随着区域的拓展，S和F节

5、点的距离被延长至超过通信半径，2.SP算法所以网络负载会随之上升。2.1SP算法的节点架构避免了像传统的基于簇的路由协议那样频繁选举簇头，为S节点节省了大批量能量，而且支持节点的移动。三层移动节点架构如下：S节点（感应节点）：彼此互不通信，仅接收数据，将其发送给一跳以内的F邻接点。F节点（融合节点）：管理维护路由表，接收融合接收的数据，然后通过最短路径转发给C节点。C节点（控制节点）：是M2WSN的数据仓库。接收到F节点的数据后，终端用户加以分析找出自己想要的数据。而且C节点可以作为网关与Internet互联。2.2SP路由协议原理（1）邻节点查找F节点广播含有ID和自己坐标的HE

6、LLO包，F收到包后，记录ID和坐标，然后将其写入矩阵邻接表Table(i,j)(1≤i,j≤n).。如果HELLO包的源地址和目的地址的距离在F节点的通信半径之内，目的节点会将距离写入矩阵Cost(i,j),否则写∞。（2）最短路径构建图1网络负载基于矩阵Cost(i,j),每个F节点执行佛洛伊德算法找到任意两个F节图2表明在含有100个初始能量为0.25J的S节点分布在100米*100（0）米区域内的网络中，当仍存在存活节点时所经历的循环次数。依据点的最短路径。算法的基本思想是递归地获得一系列的矩阵值C、（1）（2）（k））（0）（k））图2，可以看出SP中的第一个节点的灭亡比

7、LEACH中第一个节点的C、C⋯C⋯C(n)。其中C是给定的。C(i,j)是节点（k）灭亡要晚很多，而且在LEACH中的节点比在SP中的节点灭亡的要i,j通过中间节点数目小于k的距离矩阵。若没有中间节点k,那么C（0）(n)快。节点越早越快的灭亡，那么就会有越多的盲点出现。因此，比起(i,j)=C(i,j)=Cost(i,j)。当得到C时，算法结束。（k-1）（k）LEACH算法，SP更适合应用于移动无线传感器网络中。假设C(i,j)已经给定，要得到C(i,j)，需考