基于PEGASIS协议的改进算法

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1、基于PEGASIS协议的改进算法摘要作为基于链状机构的路由协议的代表，PEGASIS协议存在三方而的不足：一是链的生成算法会导致相邻节点间产生长链；二是链头节点选取方法会导致节点间能量消耗不均衡;三是链头节点的通信频率增加了通信开销。本文基于PEGASIS协议提出了一种新算法，通过引入距离门限避免相邻节点间产生长链；通过考虑节点剩余能量以及节点到基站的距离来选取链头节点；通过降低链头节点的重选频率来节省通信开销。关键词：距离门限；路由算法；选取策略AnImprovedAlgorithmBasedonPEGASISProtocolsABSTRACTAsthechain-basedrou

2、tingprotocolonbehalfofinstitutions,therearelessthanthreePEGASISprotocolaspects:Firstgenerationalgorithmchainwillresultinalongchainbetweenadjacentnodes;thesecondisthechainheadnodeselectionmethodwillresultinunevenenergyconsumptionbetweennodes;Third,theheadnodechaincommunicationfrequencyincreasedc

3、ommunicationoverhead.BasedPEGASISprotocolproposesanewalgorithm,byintroducingathresholdtoavoidlongdistancebetweenadjacentnodesinthechain;andbytakingintoaccounttheresidualenergyofnodetonodedistancefromthebasestationtoselecttheheadnodechain;chainbyreducingthefrequencyofthere-electionoftheheadnodet

4、osavecommunicationoverhead・Keywords:distancethreshold;routingalgorithm;selectionstrategy1.引言在无线传感器网络中，节点的能量是有限的，一旦口身的电量消耗完，对节点进行充电或者更换电池都是不易实现的。因此，如何提高网络能量的有效性、均衡节点能量的消耗、延长网络的寿命等问题便成为无线传感器网络路由协议所要考虑的重要问题。PEGASIS协议是一种典型的基于链状结构的路由协议，是一种基于LEACH协议基础上建立起來的路由协议，其核心思想是利用贪婪算法生成一条由所有节点组成的单链，链上的节点已知口己所在的

5、地理位置，链上的节点只与口己的邻居节点通信。除端点节点外，每个节点都要将口己收到的数据与口己产生的数据进行数据融合，然后再将融合后的数据沿簇头节点的方向传递给和邻节点，一直持续到数据到达簇头节点，簇头节点通过数据传送至基站（汇聚节点）。虽然PEGASIS在节点能耗均衡和网络寿命延长方面取得了较好的结果，但是PEAGSIS仍然存在以下三方面的不足：一、由于PEGASIS的建链方法是基于最近邻居节点算法，已经加入链的节点和死亡的节点均不能被再次访问，这就难免会造成和邻节点间长链的产生；二、采用簇头节点轮流担任的机制，会导致离基站较远的节点率先死亡；三、每一轮通信结束后都重新选取链头节点，

6、会增加通信很显然，图小有几个节点Z间的距离比其他链路长的多，我们称这些链路为长链。这些节点在发送数据时要消耗大量的能量。为了节约能量，在建链的过程屮就必须采取措施以避免邻居节点间长链的产生，下面就一问题展开相应的探究。2.PEGASIS的算法改进建链方法也是从离基站最远的节点开始建链，为了判断相邻节点之间的链路是否为长链，设定一个用于判断链路是否为长链的距离门限并用表示，如图2所示，假设已经有i个节点加入了链，节点v和节点v+lZ间的链路长度用久表示。如果相邻两个节点之间的链路长度大于等于便称两个节点之间的链路为长链，采用方程（1）定义距离门限：心"[£心/卜1）],一1,2…i—1

7、（1）V=1在所有待加入的节点屮，假设节点i+1是最靠近节点i的节点。在节点i+1加入链Z而，现将门身与节点iZ间的距离d「与此进行比较：（1）如果d,deh,表示节点i+1和节点iZ间的链路是长链，这时节点i+1不能直接与节点i相连，节点i+1将从链上找出距离自身最近的节点。假设在所有已经加入的节点中，节点j离节点i+1最近。如果节点i+1