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1、南京邮电大学硕士学位论文无线传感器网络LEACH协议的研究与改进姓名：蒋建峰中请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：孙力娟20090301摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,简称WSN)是一种综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式处理技术和无线通信技术的新一代网络，有着广泛的应用前景。拓扑控制是无线传感器网络研究中的核心问题之一。拓扑控制对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高MAC(mediaaccesscontrol)协议和路由协议的效率等具有重要意义。
2、无线传感器网络根据结构的不同，分为平面式网络和层簇式网络两种，其中层簇式网络可以有效地平衡网络中节点的能量消耗，延长网络生命周期，具有广阔的应用前景，是当前研究的热点领域。一般而言，无线传感器网络式是一种分布式网络，各节点独立运行，所以现有的无线传感器网络动态分簇路由协议，如LEACH等，都釆用随机竞争进行簇头选择，这种方式实现简单，但容易造成簇头分布不均，不但使簇内节点和簇头之间通信代价增大，更是带来巨大的无谓能量消耗。针对这个问题，研究者通过修改随机算法已经提出了一些改进的协议，如LEACHCL
3、EACH・F等，但这些改进算法都需要基站节点参与，不但增加了通信代价，而且实现的复杂度高，并不实用。本文提出了一种新的改进算法ILEACH,能够使簇头分布更加均匀，相互之间的距离保持一个较优值。新的策略首先根据计算出的网络最优簇首数目进行分簇，这样使得网络划分的簇的数目是最优的，然后利用PSO算法，根据由节点的剩余能量和节点之间的距离组成的适值函数，迭代求解在簇中下一轮最适合的簇首。利用NS2进行仿真后表明，ILEACH算法能有效延长网络的生存时间。关键词：LEACH,ILEACH,粒子群算法，无线
4、传感器网络，拓扑控制ABSTRACTWirelesssensornetworks(WSN)combinethetechnologiesofsensor,wirelesscommunication,micro-electro-mechanismsystems(MEMS)anddistributedcomputing.Ithasbeenusedwidelyinmanydomains.Topologycontrolisoneofthemostfundamentalproblemsinwirelesssen
5、sornetworks.Itisofgreatimportanceforprolongingnetworklifetime,reducingradiointerference,increasingtheefficiencyofMAC(mediaaccesscontrol)protocolsandroutingprotocols,amongotherthings.Accordingtothearchitecture,WSNcanbedividedintotwoclasses:plainWSNandcl
6、uster-basedWSN.Cluster-basedWSNcaneffectivelybalancethenodeenergyconsumptiontoextendthenetwork'slifetime,whichhasbroadapplicationprospects.Itisapromisingsubjectnow.Generallyspeaking,WSNisadistributednetwork^inwhichthenodesoperateindependently.Theexisti
7、ngdynamiccluster-basedroutingprotocols,suchasLEACH,canrandomlyproposeclusterheads.Itcanleadtounevendistributingofclusterheads,notonlyincreasethepriceofcommunicationbetweentheclusterheadandclusternodes,butalsobroughtaboutenormousunnecessaryenergyconsump
8、tionAimingatthisproblem,somenewprotocolshavebeenproposed,suchasLEACH・C,LEACH-F.Buttheseimprovementsinvolvebasestationandarecomplicated.SointhisthesisweproposedanovelclusterformationalgorithmnamedILEACH,whichselectclusterheadmoreevenly.F
