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无线传感器网络分簇协议LEACH协议中的簇头选择的改进研究.pdf

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文档介绍:摘 要


无线传感器网络可应用于军事、商业、医疗救护、环境监测等诸多领域,目
前己成为计算机和通信领域中的研究热点之一。
无线传感器网络是由大量的微小节点通过无线通信技术组成的自组织网络。
传感器节点依靠电池供给能量,而又不能对数量众多的节点更换电池,因此网络
生命周期就成为了无线传感器网络的关键性能指标之一。在目前的研究中,分簇
算法被认为是进行高效的能量管理、延长网络生命周期的最有效的途径之一。
本文分析了现有路由协议的优缺点,对经典的无线传感器网络分簇协议
LEACH(低功耗自适应分簇协议)进行了深入的研究。簇的形成方法是LEACH协
议研究的主要内容,而簇头选择算法又是簇形成的核心。因此本文详细分析了簇
头选择算法的关键技术和算法实现过程。在LEACH协议中簇头选择算法不能做到
最优,无法保证簇头处于恰当的位置,也没有考虑到簇头的剩余能量水平,这导
致簇头过早耗尽能量,缩短了网络的生命周期。针对LEACH协议中簇头选择算法
存在的不足,本文提出了改进的协议:
1.考虑了基于覆盖率的生命周期,提出了一种基于覆盖值的改进协议LEACH
NEW协议。该协议对覆盖值不同的节点区别对待,让覆盖值相对较低的节点承担
更多的通信中继工作,从而在保持网络覆盖率的前提下尽量延长网络生命周期。
2.针 对 LEACH协议中簇头分布可能不合理的问题,提出了一种基于簇头间距
的LEACH-M协议。该协议限制了簇头间距的最小距离,避免造成簇头位置集中,
同时考虑了节点的剩余能量,让剩余能量较多的节点被优先选择为簇头,从而减
少网络的能耗,达到延长网络生命周期的目的。
通过NS2仿真平台上的仿真实验,仿真结果表明改进后的协议都在一定程度上
改善了LEACH协议的性能,延长了无线传感器网络的生命周期。

关键词:无线传感器网络,路由协议,LEACH,生命周期
ABSTRACT


Wireless sensor network can be applied to many areas such as military affairs,
commerce, medical care, environmental monitoring, and it has become a new research
focus on computer and communication fields.
Wireless sensor network is a kind of self-organized network which composes many
small nodes connected by wireless communication technology. Because sensor nodes
are usually small devices with limited on-board energy supply and it is impossible to
replace the batteries for them, the network lifetime has become one of the key
performance indexes of wireless sensor network. So far clustering is considered an
efficient way to perform energy management and to extend the network lifetime.
This dissertation analyzes the advantages and disadvantages of the existing routing
protocols. The classical LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy) protocol
of hierachical sensor networks is analyzed and discussed in detail. Cluster formation
algorithm is the main content of LEACH protocol and cluster-head selection is the key
technique of cluster formation algorithm. The cluster-head selection in

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无线传感器网络分簇协议LEACH协议中的簇头选择的改进研究.pdf

上传人:iris028 2021/12/4 文件大小:1.38 MB

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