基于扇形分簇的无线传感器网络路由算法

无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在每个区域内独立进行分簇路由;然后基站根据节点剩余能量和与基站的距离进行簇首节点选择,节点根据簇首节点和基站接收信号强度选择路由方式,以均衡网络能量消耗。仿真结果表明,改进LEACH算法的网络寿命是原有LEACH算法的150%,数据吞吐量提升了3倍。     

无线传感器网络中基于位置信息的低能耗路由算法

许多研究表明,优秀的分簇路由算法能够有效的延长传感器网络的使用时间。在分析典型的分簇路由算法LEACH存在问题的基础上,提出了基于位置信息的低能耗路由算法,该算法在LEACH算法的簇头选取机制上进行了改进,综合考虑了位置和能量等信息,仿真实验表明,新算法较LEACH算法能更好的降低能耗,均衡网络能量,延长网络使用时间。     

无线传感器网络中基于位置信息的低能耗路由算法简

许多研究表明,优秀的分簇路由算法能够有效的延长传感器网络的使用时间。在分析典型的分簇路由算法LEACH存在问题的基础上,提出了基于位置信息的低能耗路由算法,该算法在LEACH算法的簇头选取机制上进行了改进,综合考虑了位置和能量等信息,仿真实验表明,新算法较LEACH算法能更好的降低能耗,均衡网络能量,延长网络使用时间。     

无线传感器网络LEACH算法的改进与仿真分析

对无线传感器网络分簇路由协议中LEACH算法进行了研究,针对算法中簇头节点随机选取、节点能量分布不均等不足之处,提出一种基于节点剩余能量、邻居密度与基站相对距离等因素改进的LEACH算法。改进后的算法通过网络最低能耗计算得出最优簇头数目,在簇头选取阶段,优化簇头的阈值计算公式,使节点剩余能量高、节点邻居数目多、相对基站距离近的节点更容易成为簇头。利用MATLAB软件,对LEACH算法、HEED算法及改进的LEACH算法的性能进行了仿真分析和比较。实验结果表明,改进的LEACH算法的网络整体能耗要低于LEACH算法和HEED算法,并显著地延长了网络的生存时间。     

无线传感器网络中LEACH算法的改进研究

针对经典分簇路由算法LEACH在选取簇头时的不足,文中从节点区域能量平衡出发,尽量将剩余能量较高且所在位置覆盖密度较大的节点充当簇头,使整个区域"均匀"消耗能量,并基于此思想提出了一种对经典分簇路由算法LEACH的改进算法.实验仿真结果表明,改进算法能有效平衡区域能量消耗,延长网络的生命周期.     

基于FGC的无线传感器网络安全结构研究

对LEACH算法进行改进,提出固定网格分簇路由算法(Fix-Grid based on Cluster routing arithmetic,FGC).该算法把网络以网格的形式划分并固定簇区域,使簇头节点均匀地分布在网络中,有效地解决了LEACH算法无法保证每一轮簇的划分都能得到最优方案的问题;形成路由簇以多跳的方式进行数据的安全传输,降低了系统的能量消耗,延长了网络的生命周期;通过使用三种不同类型的密钥,保障了网络的安全性.     

基于最小生成树的LEACH协议改进

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种被广泛应用于无线传感网络的路由协议.本文针对LEACH协议中,远距离节点作为簇首时能量消耗过多的缺点,提出了一种改进的无线传感网络路由协议.多跳传输LEACH改进协议在节点选出簇首之后,采用最小生成树中Prim算法,在簇首与基站间采用多跳传输.为克服多跳传输时距基站第一跳的簇首能量消耗较多的缺点,阈值需要采用节点距基站的距离和节点距簇首的平均距离来调整,已达到平衡节点能量消耗的目的.仿真结果表明,改进的算法可减少和均衡能量消耗,提高能量的使用,以及延长整个网络寿命方面具有很大的优势.     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。     

基于遗传算法和蚁群算法的LEACH改进协议

针对无线传感器网络低功耗自适应集簇分层(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH)路由协议因能耗不均衡导致节点过早死亡的问题,提出了一种基于遗传算法和蚁群算法改进的LEACH路由协议。在分簇阶段,通过遗传算法选举合理的簇头节点并根据节点的分布划分簇群;在数据传输阶段,通过蚁群算法使簇头节点尽可能选择能量充足且距离较短的路径进行数据传输。仿真结果表明,与传统的分簇路由协议LEACH和LEACH-C相比,改进算法可以使网络的能量消耗更加均衡,并延长网络的生命周期。     

一种基于LEACH的无线传感器网络路由算法及仿真

在低功耗自适应分簇（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarch）算法中,由于每一轮循环都要重新构造簇,距离较远的簇头节点可能会因长距离发送数据而过早耗尽自身能量,能量较低的节点当选为簇头节点时将会加速该节点的死亡,影响整个网络的生命周期。针对LEACH算法分簇机制中存在的不足,提出了一种改进的路由算法。仿真结果表明,改进算法通过考虑节点的剩余能量与固定分簇的方法,有效的改善了网络能量均衡,提高了网络生存时间。     

基于改进SSA优化WSN分簇协议

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的路由协议是无线传感器网络领域中的一个研究热点.针对LEACH协议的不足,提出一种基于自适应t分布改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA)的改进LEACH协议(LEACH?ISSA),以解决...     

交通路灯监控系统的无线传感网链状路由算法

在交通路灯监控系统中为节省网络节点能耗和降低数据传输时延,提出一种无线传感网链状路由算法（CRASMS）。该算法根据节点和监控区域的信息将监控区域分成若干个簇区域,在每一个簇区域中依次循环选择某个节点为簇头节点,通过簇头节点和传感节点的通信建立簇内星型网络,最终簇头节点接收传感节点数据,采用数据融合算法降低数据冗余,通过簇头节点间的多跳路由将数据传输到Sink节点并将用户端的指令传输到被控节点。仿真结果表明：CRASMS算法保持了PEGASIS算法在节点能耗方面和LEACH算法在传输时延方面的优点,克服了PEGASIS 算法在传输时延方面和LEACH算法在节点能耗方面的不足,将网络平均节点能耗和平均数据传输时延保持在较低水平。在一定的条件下,CRASMS算法比LEACH和PEGASIS算法更优。     

一种基于反馈的K-means分簇算法研究

针对典型的LEACH分簇式路由协议分簇不均匀,簇头节点分布随机导致网络能量消耗大的情况,本文提出一种基于死亡节点数目反馈的K-means分簇算法。首先通过K-means算法划分簇的个数,选择簇的中心节点为该簇的簇头,并通过位置集中性得到集中性较大的若干个节点为主簇头群,其中最大的为主簇头,自此完成初始化。此后用一个受死亡节点数调控的自适应打分函数更新每一轮的簇头和主簇头。主簇头只用于融合并传输数据并不负责感知环境信息。仿真实验结果表明:本算法相较LEACH以及传统的基于K-means的分簇算法,在整个网络的生存时间上分别提高了35%和25%。同时证明:反馈机制的加入和主簇头的选取都有利于网络寿命的提升。      

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。     

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.     

基于簇内中转链路新型低功耗LEACH算法的研究

基于经典LEACH协议,针对簇内通信方式进行了改进,在中转链路建立中,采用数据融合技术,进一步降低簇内通信能量消耗,减少簇首负荷;将动态成簇与静态成簇协同作用,从总能量消耗最低与全局能量均衡两个方面进行了改进.采用OMNet++进行仿真,表明改进后的算法减小了簇内数据传输总距离,降低了总能量消耗,延长了网络寿命.     

Localized and load‐balanced clustering for energy saving in wireless sensor networks

In this paper, the ‘localized and load‐balanced clustering (LLBC)’ protocol is proposed for the energy savings and lifetime increases of wireless sensor networks. LLBC contains two approaches. One is improved cluster head rotation (ICHR) and the other is modified static clustering (MSC). ICHR uses the present cluster heads to select most energetic sensors as the next‐round cluster heads and avoids the margin cluster heads being selected as cluster heads repeatedly. MSC is suitable when the network has a few very high energetic sensors. It uses the method of inter‐cluster load balance to adjust the cardinality of each cluster as close to the average cardinality as possible. The simulation results with respect to FND (the time when a node dies first), HND (the time when half of the total nodes have died), and energy consumption show that the orders of effectiveness are: for ICHR and low‐energy adaptive clustering hierarchy (LEACH)‐C, before 250 rounds of cluster head rotations, there is no significant difference between the two, but after 250 rounds, ICHR>LEACH?C; and in general, LEACH?C>LEACH>MSC>mini variance>direct communication. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于改进蚁群算法的高能效WSN协作传输策略*

针对传统传感器网络分簇不均匀,数据传输能耗相对较高的问题,提出了I-CoopACO(Cooperative transmission scheme based improved Ant Colony Optimal algorithm)算法.该算法在协作LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierar-chy)的技术基础上,改进了成簇过程,使得分簇规模更加均匀;在稳定传输阶段,利用节点剩余能量和传输功耗构建启发因子,通过改进的蚁群算法搜索下一跳中继节点获得最优节点,使得传输功耗更低,能耗更均衡.仿真结果表明,在随机分布的感知网络中,I-CoopACO算法减少了传输能耗,均衡了网络负载,延长了网络工作寿命,比协作LEACH算法延长了64.93％的工作寿命.     

Low-Energy Adaptive Unequal Clustering Protocol Using Fuzzy c-Means in Wireless Sensor Networks

Clustering technique in wireless sensor networks incorporate proper utilization of the limited energy resources of the deployed sensor nodes with the highest residual energy that can be used to gather data and send the information. However, the problem of unbalanced energy consumption exists in a particular cluster node in the network. Some more powerful nodes act as cluster head to control sensor network operation when the network is organized into heterogeneous clusters. It is important to assume that energy consumption of these cluster head nodes is balanced. Often the network is organized into clusters of equal size where cluster head nodes bear unequal loads. Instead in this paper, we proposed a new protocol low-energy adaptive unequal clustering protocol using Fuzzy c-means in wireless sensor networks (LAUCF), an unequal clustering size model for the organization of network based on Fuzzy c-means (FCM) clustering algorithm, which can lead to more uniform energy dissipation among the cluster head nodes, thus increasing network lifetime. A heuristic comparison between our proposed protocol LAUCF and other different energy-aware protocol including low energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) has been carried out. Simulation result shows that our proposed heterogeneous clustering approach using FCM protocol is more effective in prolonging the network lifetime compared with LEACH and other protocol for long run.