无线传感器网络LEACH协议算法改进与仿真研究

《无线传感器网络LEACH协议算法改进与仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文摘要路由技术对无线传感器网络的生命周期有着至关重要的影响。能量有限性是无线传感器网络的最重要的特性，在网络路由算法中也是优先考虑的一个主要因素。分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点，已成为当前路由技术一个十分重要的研究方向。本文首先分析了无线传感器网络分簇路由机制，着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法，并对这些算法的特点和适用情况进行了比较和研究。其次，对无线传感器网络的经典分簇路由协议LEACH协议进行了研究和仿真，由于簇头选取的随机性，不可避免的使得该协议存在簇首选举不合理性及节点能耗不均衡的缺点。第三，针对传统L

2、EACH算法的不足，提出了一种新的基于能量与簇头均衡分布的LEACH优化算法，本算法主要针对阈值公式的不合理性进行的改进，加入了乘性因子以平衡节点之问的能量。仿真结果表明，改进后的协议能均衡节点能耗，提高了负载均衡度，并延长了无线传感器网络的生存时间。最后，介绍了基于PSO优化的LEACH协议改进算法，并将本文提出的算法与之进行了仿真对比结果研究。结果表明，基于簇首能量均衡分布的LEACH算法在节点分布、生命周期、负载均衡度，平均能耗等性能上略优于基于PSO的优化分簇算法。关键词：无线传感器网络；PSO；适应值函数；负载均衡度ABSTRACTRoutingtechnologyisv

3、italtothelifecycleofwirelesssensornetwork．OneimportantfeatureofwirelesssensornetworksiSthattheenergyiSlimited．ThisfeatureiSconsideredtobethemainelementiNroutingalgorithmofWSN．Asanactivebranchofroutingtechnology,cluster-basedroutingprotocolshavemanyadvantages，suchasnetworktopologymanagement，ene

4、rgyminimization，dataaggregationandSOon，whichhasbecomeaveryimportantroutingtechnologyresearch．Inthisthesis，theauthoranalyzedcluster-basedroutingmechanismsforwirelesssensornetworksatfirst．Thentheauthoremphasizedclusterheadselection，clusterformationanddatatransmissionincluster-basedroutingprotoco

5、ls．Fromthesetechniquesperspectivesystemicallyrecentrepresentativecluster-basedroutingprotocolsarepresented，andcomparedwiththeircharacteristicsandapplicationareas．Second，theclusterheadiSselectedrandomly，thereareinevitablysomeshortcomingssuchasunreasonableclusterheadandunevenenergyconsumptionofs

6、ensornodes．Third，Thispaperanalyzestheshortageofthetraditionalalgorithm—LEACH．thispaperproposedanewprotocol-----。animprovedLEACHalgorithmbasedonenergyandaveragedistribution．Thisalgorithmismainlythethresholdformulasfortheirrationalityoftheimprovements，andJoinedthemultiplicativefactorinordertobal

7、ancetheenergybetweennodes．Theresultsofsimulationshowthattheimprovedroutingprotocolcanbalanceenergyconsumptionofnodesandprolongthelifetimeofthewholenetworks．Final，theauthorIntroducedAlgorithmofLEACHprotocolbasedonPS0Optimization，andpropo