无线传感器网络能耗均衡LEACH路由算法.pdf

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1、无线传感器网络能耗均衡LEACH路由算法李建坡，等无线传感器网络能耗均衡LEACH路由算法LEACHRoutingAlgorithmBasedonEnergyConsumptionEqualizationforWSN李建俊善雪朱诸夸(东北电力大学信息工程学院，吉林吉林132012)摘要：针对经典LEACH路由协议选取簇头节点数量的随机性和分布不均匀性，提出了一种改进型的LEACH算法。通过考虑簇内节点的主要能量消耗以及引人节点剩余能量、节点消耗能量速度、网络平均剩余能量和网络平均消耗能量速度四个参数．以便合理地选择簇头数目和簇头节

2、点，从而有效地降低能量消耗，延长网络生命周期。仿真结果表明，改进后的算法在一定程度上实现了簇头节点的能耗均衡，网络能耗降低了14．7％，网络生命周期延长了17．3％。关键词：无线传感器网络路由协议数据融合能耗均衡簇头选取中图分类号：TP315文献标志码：AAbstract：AimingattherandomnessandunevendistributionofclusterbeadnodesselectionbyusingclassicalLEACH，theimprovedLEACHalgorithmisproposed．Cons

3、ideringtheprimaryenergyconsumptionofthenodesinthecluster，andintroducingfouroftheparameters，i．e．，noderemainingenergy，nodeenergyconsumptionspeed，networkaverageremainingenergyandnetworkaverageenergyconsumptionspeed，thenumbersofclusterheadsandclusternodesareselectedmorere

4、asonably．thuseffectivelyreducesenergyconsumptionandprolongsthenetworklifecycle．Theresultsofsimulationshowthattheimprovedalgorithmimplementsenergyconsumptionequalizationincertaindegree，thenetworkenergyconsumptionreduces14，7％．andthenetworklifecycleextends17．3％．Keywords：

5、Wirelesssensornetwork{WSN)RoutingprotocolDatafusionEnergyconsumptionequalizationClusterheadselection0引言无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSN)最关心的问题之一是在能量有限的情况下尽可能地延长网络生命周期⋯。WSN路由协议分为平面路由协议和分簇路由协议。平面路由协议算法简单，易于实现．但一般需要牺牲存储空间维持大量的路由表，这增加了通信负担，造成信息冗余及拥塞，使能量损耗增大、延迟加长[2’。分簇路由

6、通过簇头对簇内节点间的信息融合及转发机制来减少数据的传输量和距离，进而降低通信能量，达到节能的目的。低能量自适应分簇路由协议(10wenergyadaptiveclusteringhierarchy，LEACH)是比较成熟常用的分簇路由算法。该算法簇头可随机选择并定期更换，这在一定程度上实现了节点的负载平衡，延长了网络的生命周期，可以更好地进行资源分配，是一种优化能量使用效率的算法。吉林省教育厅“十一五”科学技术研究基金资助项目(编号：吉教科合字[2010]第76号)。修改稿收到日期：2013—06—30。第一作者李建坡(1980

7、一)，男，2008年毕业于吉林大学通信工程专业．获博士学位，副教授；主要从事无线传感器网络和智能信号处理方面的研究。《自动化仪表》第35卷第1期2014年1月1LEACH路由算法LEACH算法是针对无线传感器网络设计的一种低功耗自适应的分簇路由算法，它是第一个在无线传感器网络中提出的层次式路由协议。由于短距离通信比较节约能量，因此在LEACH算法中，更多的通信都是局限在簇的内部。只有少数簇头节点才和远处的基站进行远距离通信”]。同时，LEACH算法采用分簇的自适应技术和簇头节点的轮换技术，使得网络的载荷分布相对比较均衡，能够延长网

8、络的生命周期。另外，LEACH算法在每个簇内部可以进行本地计算和处理，去除数据中的冗余成分．减轻簇头节点的通信负担．所需能耗要远远小于通信能耗。当研究低功耗的无线通信时，不同的通信特征和假设模型会很大程度地影响算法性能。在LEACH算法的仿真过程中