基于减聚类优化算法的无线传感网络分簇路由协议研究.pdf

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1、第25卷第11期传感技术学报V01．25No．112012年11月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．2012ResearchonClusteringRoutingAlgorithmforWirelessSensorNetworksBasedontheImprovedSubtractiveClusteringAlgorithmrANGHaibo，HUAJingyu，LIUBanteng(1．CollegeofInformation，ZhejiangShurenUniversity，Hangzhou310015，Chi

2、na；2．NationalMobileCommunicationResearchLaboratory，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：WirelessSensorNetwork(WSN)istheveryimportantissueinthewirelessnetworkresearch．Asthekeytechnology，clusteringroutingprotocolcancontrolthenodeenergytoimprovethelifetimeoftheWSN．Afterana

3、lyzingtheexistingalgorithms，thispaperputsforwardaroutingalgorithmbasedontheimprovedsubtractiveclusteringalgorithm．Firstly，thispaperanalyzedtheone—orderenergyconsumptionmodelandputforwardthecalculationformulaofoptimumnumberofcluster—headaccordingtothelowestenergyconsumptionprinciple

4、．Then，thispaperbuildtheimprovedclassicalsubtractiveclusteringalgorithm(ISCA)，severalclusteringsolutionscanbecalculatedbytheISCA．Onthatbasis，thispapergivestheindexestoevaluatethisseveralclusteringsolutionstochoosethebestroutingsolution．ResultsofsimulationshowthatcomparingwithLEACHcl

5、usteringrouting，thelifetimecanbeimprovedandmorestable．Keywords：wirelesssensornetwork；clusteringalgorithm；subtractiveclusteringalgorithm；routingdesign；LEACHEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．011．024基于减聚类优化算法的无线传感网络分簇路由协议研究术杨海波，华惊宇，刘半藤(1．浙江树人大学信息学院，杭J'l、l310015；2．东南大学移动通信国家重

6、点实验室，南京210096)摘要：无线传感网络是当前无线网络研究的热点领域，分簇路由协议作为降低网络能耗、提高网络生存时间的核心技术而备受关注。在深入分析已有算法存在诸多不足的基础上，本文提出了一种基于减聚类优化的分簇路由算法。本文首先建立一阶能耗模型，确定网络最优簇首数量；然后建立减聚类优化数学模型，确定可供选择的分簇方案；最后以最小化最大簇内距离方差作为评价指标，确定最优的分簇结果。仿真结果表明：相比经典的LEACH分簇路由协议，该算法划分的网络能够有效地降低网络能耗、提高网络生存时间，弥补已有算法的不足之处。关键词：无线传感网络；分簇算法；减聚类算法；

7、路由协议设计；LEACH中图分类号：Tl'393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)11-1603—04无线传感网络(WirelessSensorNetworks，网络层的路由技术对WSN的性能好坏有着重要WSN)，是一种所有节点都可以自由移动的网络。影响。随着国内外针对WSN路由问题的研究发展，作为一种新型的无线通信网络，近年来已经引起人许多路由协议被提了出来。从网络拓扑结构角度出们的广泛关注。由于WSN是一种自治的无线多跳发，网络路由协议可以分为两类：平面路由协议和分网络，整个网络没有固定的基础设施，也没有固定的簇路由协议。当WSN节点

8、的数量很大时，通过平路由器，所有节点都是移动的，并且