无线传感器网络中LEACH算法的研究与改进

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1、东北大学硕士学位论文摘要无线传感器网络中LEACH算法的研究与改进摘要无线传感器网络是一种新型的无基础设施的无线网络，能够协作地实现监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，传送到需要这些信息的用户。无、线传感器网络以其独特的优点，在军事和许多民用领域都具有广泛的应用潜力，得到越‘弋来越多的关注，对无线传感器网络各个方面的研究已成为目前学术界的研究热点。由于节点能量和存储空间的限制，无线传感器网络的路由协议必须维持较小的路由信息并尽可能的减少能量消耗。因此，采取有效的措施对现有的路由协议进行改进，对于改善网络整体性能具有重要意义

2、。本文着重对现有的LEACH算法进行了研究和改进。首先从簇头数目的最优化入手对原有的LEACH算法进行了改进，通过公式的推导得出了最优簇头数目的表达式。其次，原有LEACH算法中对簇头的选取是按相同概率随机产生的，从而就会造成簇头节点分布不均的问题，针对这一问题对节点的概率参数的分配进行了改进，根据节点距离基站的远近为节点重新分配相应的概率，解决了能耗分配不均衡的问题。同时针对原有LEACH算法中簇间采用的单跳通信方式，提出了在节能方面更有优势的多跳通信方式，延长了整个网络的生存周期。使用NS网络模拟软件进行仿真验证，对比了改进后的算法和原有L

3、EACH算法的性能，仿真结果表明，改进后的算法使能量分配更均衡，与原有的LEACH算法相比，该算法能有效地降低网络平均能耗，从而较大程度地增加了网络的连续工作时间，延长了节点寿命进而延长了整个网络的寿命，但使用改进后算法的网络其平均传输延时较一长，这在今后的研究中还荔讹高。e◆关键词：无线传感器网络，路由协议，LEACH算法，最优簇头数，多跳路由，NS了J户，}．1'今’东北大学硕士学位论文AbstractTheResearchandImprovementonLEACHAlgorithmforwirelesssensornetworksAbst

4、ractWirelessSensorNetwork(WSN)iSalatestmodelwirelessnetworkoffewerinfrastructureslessnetworkandCallbeusedfortesting，sensing,collectingandprocessinginformationofmonitoredobjects．WSNhasintensivepotentialapplicationsonmilitaryandothercivilfieldsforitsuniqueadvantages．Moreattent

5、ionhasbeenpaidtoWSNandtheresearchoneachaspectofWSNisalsoanactivefieldincurrentacademe．Duetothelimitationofpowerandmemorysize，therouterprotocolofwirelesssensornetworksmustmaintainsmallrouterinformationandreducethepowerusageasmuchaspossible．So，itismostimportanttOimprovetheover

6、allperformanceofWirelessSensorNetworkbyimprovetheexistingrouterprotocoleffectively．ThedissertationmainlystudiesandanalyzesLEACHprotocol，thenbroughtforwardsomeimprovementstoLEACHprotocolbasedonanalyzingtheshortagesofit．Firstly,thisstudyconcludedthebestnumberofcluster-headnode

7、byanalyzingtheformulas．Secondly,thedistributingofcluster-headnodesareimprovedbyresettinguptheprobabilityparameter,SOthereistheproblemofunbalanceddistributing．ThisstudygivesthenewprobabilitytOeachnodebyscalingthedistancebetweenthesinknodeandit．Thiscallresolvetheunbalanceddist

8、ributingproblem．Finallgtherebroughtforwardthenewcommunicationmode，muti-hopi