基于能量优化的无线传感器网络分簇路由算法研究

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1、第24卷第5期传感技术学报Vol．24No．52011年5月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMay2011EnergyOptimizedApproachBasedonClusteringRoutingArithmeticforWirelessSenorNetworks*LIUTieliu，WUYongqun(CollegeofElectronicsandInformationEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract:De

2、signingclusteredroutingprotocolforWirelessSensorNetworks(WSNs)needsconsidertheenergyofsinglenodeandthebalanceconsumptionofthewholenetworkenergy．ClusteringresolveseffectivelynodeenergybottleneckandunbalancedconsumptionofclustersinWSNs．Onthebasisofanalyzingthecharacteristicsandshort

3、-comingsoftraditionalclusteredroutingLEACH(lowenergyadaptiveclusteringhierarchy)protocolsandsomerecentrepresentativeimprovedroutingalgorithmsbasedontheideaofLEACH，aroutingimprovementsprotocolbasedonclusteringinwirelesssensornetworkisproposed．Itadoptsanewclusterheadcompetitionparam

4、eter，whichcanre-ducethecontrolmessagecostofduringclusterformationandsolvethenetnodesenergyheterogeneousprobleminabetterway．Yetitreducesthequantityofcluster-headcommunicatewiththebasestationbymulti-hop．Simulationresultsshowthattheprotocolcansavethenodeenergyconsumptioneffectivelyan

5、dprolongthenetworklifetime．Keywords:wirelesssensornetworks;clusteringroutingprotocol;LEACH;multi-hopcommunication;networklifetimeEEACC:7230;6150Pdoi:10．3969/j．issn．1004－1699．2011．05．027基于能量优化的无线传感器网络分簇路由算法研究*刘铁流，巫咏群(南京工业大学电子与信息工程学院，南京210009)摘要:无线传感器网络的路由协议设计要同时关注单个节点的能耗及整个网络能量的均衡消

6、耗。分簇算法能有效解决节点能耗受限与不同节点能量开销不平衡问题。在分析了传统分簇路由LEACH(lowenergyadaptiveclusteringhierarchy)协议中选择簇头算法不足和当前一些典型基于LEACH思想的路由改进算法的基础上，提出了一种改进的传感器网络分簇路由协议，通过采用一种新的簇首竞争参数，减小了簇形成过程中的控制消息开销，从而能够更好地解决网络节点能量异构问题。同时让簇头采用多跳通信方式向基站传输数据，进一步降低了能量开销。仿真结果表明，该协议能有效节省节点的能耗，延长网络生存周期。关键词:无线传感器网络;分簇路由;LEACH;

7、多跳通信;网络生存周期中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1004－1699(2011)05－0764－07低功耗无线电通信技术、嵌入式计算技术和微传感器网络中节点的能量是由内置的电池提供，因型传感器等技术的飞速发展和日益成熟，使得大量此，整个传感器网络的生存期受到电池容量限制。低成本的微型传感器可以通过无线链路自组织成为为延长整个网络的生存期和提高网络的利用率，较无线传感器网络(WirelessSenorNetworks，简称好的途径是寻找一种更好的节省网络节点消耗能量［1］WSNs)。虽然无线传感器网络与现有的无线自的算法，而分簇正是为了解决

8、这些问题引入对网络［7］组织网络有许多相似之处，但同时也存在很大差