一种基于蚁群优化的分簇路由算法

在无线传感器网络路由协议的研究中,能量高效是其首要设计目标.传统LEACH协议产生簇头数目比较随机,并且簇头直接与基站通信导致能量消耗过快.在分析传统和改进LEACH路由协议的基础上,提出了一种簇头数目固定的簇头选择机制,解决了簇头分布不均匀的问题.并且将蚁群优化算法应用到无线传感器网络的路径选择中,利用蚁群的动态适应性和寻优能力,在簇头与基站之间形成一条最优路径进行通信.在Matlab平台下对新提出的算法进行仿真测试实验,实验结果表明,相对于LEACH路由协议,该算法降低了平均能量消耗,延长了网络的生命周期.     

无线传感器网络LEACH协议的研究与改进

无线传感器网络(WSN)的数据传输不能与路由协议分离,高效的能量传输是无线传感器网络中最重要的因素之一。针对LEACH簇头分布的不均匀以及与基站距离的不同,提出了一种改进的LEACH算法,该算法考虑剩余能量和最优簇头,与现有的LEACH协议相比,该协议降低了能耗。     

基于LEACH的改进型无线传感器网络路由算法研究

针对经典分簇路由算法LEACH在选取簇头时没有充分考虑节点剩余能量的问题,在LEACH协议的基础上,改进了簇首选择、最优簇首数和簇形成过程,提出一个自适应分布式算法,即ADCP-LEACH算法,该算法可以应用干周期性的采集数据,根据每个节点竞选簇头时的阈值不同,让剩余能量大的节点当选簇头的概率更大.NS2仿真实验表明,改进的协议有效延长了网络的存活时间,性能优于LEACH协议.     

基于最优簇头数和三段路由的改进型LEACH算法

LEACH协议可延长无线传感器网络的使用寿命,提高信息传输量.但是研究发现基站距离网络区域愈远,LEACH协议的效果愈差,网络价值愈小.故本文提出了一种基于最优簇头数和三段路由的改进型LEACH算法,以克服基站位置对网络寿命和信息传输量的影响.该算法依据不同WSN的传感器节点数目,预先计算出理论上最优的簇头数目,残余能量最高的簇头将被选举为唯一的高层簇头,形成节点—簇头—高层簇头—基站的三段数据路由.实验结果表明,与LEACH协议相比,当传输距离小于距离阈值时,该算法有效提升了节点能耗的均衡性,推迟首节点死亡时间,从而提高信息传输量;当距离超过阈值后,网络寿命和信息传输量显著提高,算法优势更为明显.     

考虑整体消耗代价的无线传感器网络分簇算法

在LEACH协议的基础上,研究一种无线传感器网络分簇算法,采用高级节点作为固定簇头替代LEACH中的随机簇头选择策略,推导出最优簇头节点数目即所需高级节点数的计算公式及各类节点所需能量的表达式,并从网络整体消耗代价的角度出发,通过仿真对网络性能进行分析评价。结果表明,采用一定量的高级节点作为固定簇头,当其节点硬件代价和电池能量代价之比a1/b超过一定值时,新算法的整体网络代价明显低于LEACH。     

基于不均匀分簇的LEACH协议的改进研究方案

LEACH协议是一种自适应聚类路由算法,针对协议在簇头选举时的不确定性和随机性,使节点消耗能量大、不利于延长网络的生命周期的缺点,提出基于簇头能量限制的双簇头路由方式的协议方案,对LEACH协议进行了改进。改进的协议采用仿真软件进行网络仿真实验,通过对仿真结果的分析及与LEACH协议的对比,证明了改进的不均匀分簇的路由协议可以有效地均衡网络能耗,延长网络的生命周期。     

无线传感器网络功率路由算法研究

无线传感器网络的应用越来越广泛,主要是军事、工业、医疗等方面。然而无线传感器网络具有节点能量、存储和计算能力非常有限等特点,文中在传统的LEACH（低功耗自适应集簇分层型）协议的基础上进行了改进,并提出了一种新的无线传感器网络路由算法LEACH-N。新算法沿用了LEACH协议簇的结构,在簇头选择方法上基于传统DCHS算法的簇头选择算法,簇内成员与簇头之间直接通信,簇头与基站之间轮流进行单跳和多跳通信;多跳通信则是采用一种改进的MTE（最小传输能量）路由算法。通过NS2仿真软件对LEACH-N协议与LEACH协议分别进行了性能测试。实验结果表明,相比LEACH协议,LEACH—N协议系统能耗低、网络生命周期长,且具有更好的规模可扩展性。     

无线传感器网络分簇路由协议研究

经典的分簇路由协议LEACH在无线传感器网络中有着非常广泛的应用,针对LEACH协议在成簇时没有考虑簇头节点的能量等因素的缺陷,为延长网络生存期在LEACH协议基础之上,在簇头选择公式中加入节点剩余能量的参数,使得选举能量较高的节点为簇头,提出改进的LEACH协议。并在网络模拟软件NS2平台下,对改进的LEACH协议与原LEACH协议进行仿真比较分析,结果表明改进后的协议中各个节点能耗均衡,避免个别节点过早衰亡,可以延长网络生存期。     

基于节点位置的无线传感器网络分簇路由协议

针对LEACH协议生成非均匀簇造成能量损耗的问题,以网络簇头分布最优和降低能量损耗为目的,从选择簇头节点、形成簇、簇间路由等方面做了改进。经过理论分析和仿真实验与LEACH和LEACH-C算法比较,结果表明,该路由协议的设计使各节点较均衡地消耗能量,节点生存时间更长,延长了整个无线传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络LEACH协议的研究与改进

针对LEACH路由协议簇头选举问题,提出一种改进的路由协议LEACH_improve。如果簇头平均剩余能量小于阈值,则算法采用全网选举簇头方式。否则,依据节点剩余能量、距簇内质心的距离等约束条件算法使用簇内选取簇头方式。仿真结果表明:与经典路由协议LEACH相比,LEACH_improve提高了能量利用率,延长了网络生命。     

基于全局信息的LEACH协议改进算法

传统LEACH协议在选举簇头节点时,采用动态簇头选举算法,每轮选举产生簇头节点个数为最佳簇头数的概率并不是最大,使得每轮选举的簇头数偏差较大,不能使节点能量达到最优化。针对这一问题,提出了改进的LEACH-P协议,该协议在簇头选举阶段通过簇头节点间的相互协作,以少量的能量消耗来获取全局信息,消除了LEACH协议簇头选举算法的盲目性,从而改善簇头选举算法。实验结果表明,LEACH—P协议相比传统LEACH协议有效地节省了节点能量,延长了网络生命周期。     

基于冗余节点的LEACH协议的改进

无线传感器网络中LEACH协议是一种典型的能有效延长网络生命周期的节能通信协议。因为其优秀的节能效果和其简单的规程得到了广泛的认可。但是LEACH簇头算法存在簇头开销大、簇头没有确定的数量和位置等不足。而在成簇后的稳定阶段,节点通过一跳通信将数据传送给簇头,簇头也通过一跳通信将聚合后的数据传送给基站,这样会造成簇头节点...     

A new algorithm for cluster head selection in LEACH protocol for wireless sensor networks

In wireless sensor network, a large number of sensor nodes are distributed to cover a certain area. Sensor node is little in size with restricted processing power, memory, and limited battery life. Because of restricted battery power, wireless sensor network needs to broaden the system lifetime by reducing the energy consumption. A clustering‐based protocols adapt the use of energy by giving a balance to all nodes to become a cluster head. In this paper, we concentrate on a recent hierarchical routing protocols, which are depending on LEACH protocol to enhance its performance and increase the lifetime of wireless sensor network. So our enhanced protocol called Node Ranked–LEACH is proposed. Our proposed protocol improves the total network lifetime based on node rank algorithm. Node rank algorithm depends on both path cost and number of links between nodes to select the cluster head of each cluster. This enhancement reflects the real weight of specific node to success and can be represented as a cluster head. The proposed algorithm overcomes the random process selection, which leads to unexpected fail for some cluster heads in other LEACH versions, and it gives a good performance in the network lifetime and energy consumption comparing with previous version of LEACH protocols.     

基于空间信息与梯度的WSN分簇路由算法

针对LEACH算法在准备阶段出现的簇头分布不均匀、整个网络能耗不均衡,以及传输距离受限等不足,综合考虑空间信息和梯度、节点剩余能量、簇头能耗等因素,用于簇头的选举与数据的传输过程中,实现了LEACH算法的改进。仿真结果表明,改进后的算法与原LEACH算法相比,使网络中节点的能耗更加均衡,且推迟了网络中第一个消亡节点出现的时间,轮数增加了1倍,提高了整个网络中能量利用率以及网络性能,使网络寿命延长50%~69%。     

基于最小能耗的无线传感器网络路由算法

通过分析无线传感器网络的电路模型和能量消耗情况,结合LEACH算法,提出一种基于最小能耗的无线传感器网络路由算法。网络运行时首先将其划分为若干个子区域,再进行簇首节点的选取,这样取代了传统LEACH算法对整片网络随机选取簇首节点的做法,使得簇首节点分布更加均匀。同时,在选取簇首节点之前对每个节点的剩余能量进行判断,低于阈值的采取休眠处理,这样保证了簇首节点选取的有效性。以上两点措施使区域内节点负载分配更加合理,有效地提升了整个网络的生存时间。     

一种基于LEACH协议的改进算法

作为能量有效、基于层次结构的路由协议的典型代表,LEACH协议存在的不足表现为网络中会出现极大簇和极小簇并存;当节点能量不同时簇头选择不合理;在簇头死亡后簇内节点仍会消耗能量.本文基于LEACH提出了一种改进算法,使用引入簇成员数门限和合并极小簇的方法避免极大簇和极小簇同时存在;通过对簇头能量消耗的估计,在簇头能量耗尽...     

分簇型无线传感器网络时间同步机制的研究

提出了一种基于分簇型网络结构的时间同步算法。算法的主要思想是通过在簇建立阶段利用LEACH优化算法优化网络拓扑结构,降低网络的跳数,从而降低了时间同步精度由于跳数增加而导致的误差积累,为时间同步算法提供一个良好的网络结构。在LEACH优化算法中,簇首选取机制融入簇首节点的剩余能量和密度因子,并且提出了助理簇首节点用以均衡簇首节点的能量消耗。同时在时间同步阶段,采用双向时间同步机制和单向广播时间机制。实验仿真证明,提出的时间同步算法降低了网路的跳数,提高了时间同步精度,降低了节点的能量消耗,提高了网路的运行时间,具有一定的实用价值。     

WSN中一种基于LEACH的协同通信算法的研究

近年来,协同通信在无线传感器网络中取得了很大的应用,重点分析和研究了一种基于低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH）的协同通信算法;在该算法中,通过选择合适的协同节点来发送数据可以有效的减少簇头节点的能量消耗,并且与多跳传输相比,又节省了路由更新耗费的能量,实验仿真证明基于LEACH的协同算法（LEACH-COOP）在能量消耗上与LEACH和基于LEACH的簇头多跳算法（LEACH-MH）相比表现出了更优的性能。     

基于双簇头非均匀分簇的LEACH协议的改进

在无线传感器网络中的LEACH协议是一种自适应聚类路由算法．由于LEACH协议存在着无法控制簇首在网络中的分布位置、簇首选择方式限制条件不够等缺点导致能量消耗太大．基于簇头能量限制和双簇头路由方式,对LEACH协议进行了改进,设计了一种降低能耗的双簇头非均匀分簇路由协议．双簇头非均匀分簇路由协议采用NS2进行网络仿真实验,通过仿真结果的分析以及与LEACH协议的对比,证明双簇头非均匀分簇路由协议有效提高了网络能耗的均衡性．