WSNs中最小通信代价的非均匀分簇算法.pdf

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1、126传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第7期WSNs中最小通信代价的非均匀分簇算法靳士慧，陈岱，周勇(中国矿业大学计算机科学与技术学院，江苏徐州221116)摘要：在现有的无线传感器网络分布式多跳路由的基础上，提出一种最小通信代价的非均匀分簇组网算法，采用定时器策略选择剩余能量较大的节点作为簇头节点，簇内与簇间都选择通信代价最小的路径进行通信，根据簇头剩余能量和距Sink节点距离控制簇规模，通过控制泛洪速度，节点优先加入与Sink节点通信代价较小的分簇，防止数据回传。经实验表明：算法能有效地控制分簇结构的建立，能量利

2、用更加高效，拥有更长的网络生存期。关键词：无线传感器网络；分簇；非均匀；最小通信代价中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)07-0126--04UnequalclusteringalgorithmwithminimumcommunicationcostsforWSNsJINShi—hui，CHENDai，ZHOUYong(SchoolofComputerScienceandTechnology，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Onthebasisofcurr

3、entmultiplehoprouterinwirelesssensornetworks，anunequalclusteringalgorithmwiththeminimumcommunicationcostsisproposed，whichusesatime—basedstrategytoselectanodewithhigherresidualenergyasthecluster—head，selectstheroutewithminimumcommunicationcoststocommunicateamongclustersorwithinclusters，accordingtoth

4、eresidualenergyofcluster—headandthedistancefromSinknodetocontroltheclusterscale，andavoidsdatasentbackagainfromthefarbycontrollingthefloodspeedandnodejoiningtheclusterwithleastcommunicationcoststoSinknodeforthefirstpriority．Simulationexperimentalresultsshowthatthealgorithmcancontroltheestablishmento

5、fclusteringstructureeffectively，theenergycanbeusedmoreeficiently，andthenetworkcanhaslongerlifetime．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；clustering；unequ~；minimumcommunicationcosts0引言量。从文献[3]提出的能耗通信模型可以看出：尽量缩短无线传感器网络(WSNs)少了线缆的束缚，易于部署节点问的通信距离可以节省更多的能量。2000年，提出了在人类无法到达的区域，适合于大范围的监测系统，传感器第一个应用于WSNs的分

6、簇算法LEACH协议，证明了分节点部署后通常难以收回，能量耗尽后无法补充，因为节点簇路由比平面路由更加节省能量；文献[5]提出的HEED所负载能量的局限性，设计能量高效的WSNs协议是研究算法，将剩余能量和簇内平均可达能量作为主、次参数竞争的重点。簇头，弥补了LEACH算法簇头分布不均匀的问题。PEAA—分析网络中各模块的能耗情况，网络中的能耗几乎都SIS协议在LEACH算法的分簇思想上，让所有的节点根集中在无线通信模块，通常模块发送1bit的数据100m距据地理位置形成一条链状的分簇，相邻的节点间通信距离离所消耗的能量，微处理器可以处理3000条指令，利用最短，所有节点经邻居节点多跳与簇头

7、节点通信。Soro数据融合等技术减少通信数据量，可以节省大量的能量消S等人首次提出了非均匀分簇的思想，缓解了“热区”的耗。传输相同的距离，通过Ⅳ段较小的链路转发数据所耗形成。但现有的分簇算法，没有考虑到簇内簇间节点通信费的传输功率近似为通过一段较长的链路传输所需功率的的最小通信代价，节点间通信使用最小的通信代价可以节1／N，所以，多跳的路由通信通常比单跳通信更加节省能省大量网络能量。收稿日期：2012-02-