一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%。但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成＂热区＂的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法（CEUC）。改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

基于簇首概率优化的LEACH协议改进

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种经典的无线传感网络路由协议,已得到了广泛的认可。文中基于LEACH算法提出了一种改进的无线传感网络路由协议,利用了节点的属性,如距离、密度等,给予不同的节点以不同的簇首概率,让节点的簇首概率符合节点的实际情况,使簇首的选择更加合理。同时,增加传输选择,使部分节点将数据直接发送给基站,进一步减少能量消耗,从而延长无线传感网的寿命。仿真结果表明,该算法能更好地选出簇首和减少能量消耗,延长了整个无线传感网络的寿命。     

一种基于LEACH的低延迟和低功耗的WSN分簇算法

针对经典分簇LEACH协议的不足,提出了低延迟、低功耗和网络能耗均匀的改进算法。该算法主要从两个方面对LEACH进行了改进:在稳定数据传输阶段采用CSMA机制,降低了数据传输延迟;在能量均衡和能耗方面,混入小部分初始能量高的高级节点,在簇头选举阶段首先对节点进行能量感知,并综合考虑节点剩余能量和平均能量,从而延长了网络的生命周期。文中首先对LEACH协议进行简单介绍,利用平均周期法对LEACH中使用的CSMA机制进行分析,从而得到了改进算法的延迟计算方法;然后对改进算法的数据传输阶段的能耗和算法复杂度进行分析,并对改进算法的簇头选举阈值的计算进行讨论;最后对改进算法的数据传输阶段的延时和功耗进行建模分析,并利用MATLAB进行仿真对比。仿真结果显示,改进算法使得第一个节点死亡的时间延长了31%,全部节点死亡的时间延长了24.7%,并且网络能耗更加均匀,因此,该算法有效地解决了LEACH中的热区问题,改进了实际WSN应用中节点集中死亡带来的区域信息缺失问题。相比于LEACH,改进算法的数据传输延迟平均降低了78.6%,保证了WSN应用中数据的实时性,因此改进算法在延迟、生命周期、网络能耗均匀性以及吞吐量等性能上都得到了优化提升。     

WSN中LEACH协议簇头生成算法的改进

近年来随着无线传感网络技术的发展,分簇路由协议得到了较为深入的研究.其中针对如何延长传感器网络的生存周期,降低传感节点的能耗成为研究的重点.本文分析了LEACH协议中簇头生成算法并提出了改进机制.并对它们的性能做了比较,为寻求和设计更为高效的簇头生产算法奠定了基础.     

压缩感知的能量异构WSN分簇路由协议

分簇路由协议对用于环境监测的无线传感器网络具有较好的节能性,数据压缩可以减少节点通信的数据量,但增加了分簇层次结构簇头的能耗和汇聚节点算法的复杂度,而由高能力节点担任簇头可以实现能量均衡并改善网络性能。针对无线传感器网络能量异构普遍存在的特点,提出了一种基于压缩感知的能量异构分簇路由协议（CSCH算法）。该算法根据异构节点能量确定多极簇头选举的概率,将簇内节点的信息集中在簇头上,而簇头对所采集的数据进行稀疏、压缩,以减少向汇聚节点传输数据的节点数和通信量,汇聚节点利用重构算法可从来自簇头的少量数据中恢复出信号源。同时设计了一种基于正态分布的权值系数,以优化在数据量过少情况下压缩感知算法的信号重构性能。仿真实验结果表明,该协议不仅能充分利用能量异构资源,均衡网络能耗,延长整个网络生命周期,而且能精确恢复信号源。     

WSNs基于非均匀分区成簇的多跳路由协议

针对无线传感器网络中节点能量有限和能量空洞问题,提出了一种基于优化簇半径的非均匀分区成簇多跳路由算法(UZCMR)。在分簇时充分考虑节点的能量和地理位置,通过"逐层分区"的方法将整个网络以Sink为中心划分成若干个区域。每个区域中的节点通过最优簇半径进行分簇,同时使用参数使靠近Sink节点的簇的规模小于远离Sink节点的簇,并采用了最小通信代价的多跳路由。试验表明,与低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议相比,UZCMR形成的簇首分布均匀,有效均衡了节点能量消耗,缓解了能量空洞问题,显著延长了网络生命周期,也扩大了协议的适用规模。     

一种基于LEACH的改进WSN路由算法

针对无线传感器网络中网络能量损耗不均的问题,提出了一种基于LEACH的改进节能路由协议LEACH-PSOC.本文针对LEACH算法中的簇首选举方法进行了改进,首先利用粒子群算法良好的收敛性和全局优化能力将整个网络区域合理分割成多个子区域,然后在子区域内通过考虑节点剩余能量的因素进而选举出簇首.实验结果表明:与经典路由协议LEACH相比,该协议能够更加有效的平衡网络负载,提高了能量的利用率,延长了网络的生命周期.     

无线传感器网络LEACH路由协议的改进

针对LEACH协议的不足,提出了一种基于k均值聚类的多跳分簇路由算法LEACH-KMCM。经过MATLAB仿真平台的测试,与LEACH协议相比,LEACH-KMCM使得整个网络的生命周期延长,具有较好的能量优化特性。     

基于优化成簇多跳的LEACH协议改进

针对无线传感器网络分簇路由协议因簇内和簇间的能耗不均带来的覆盖空洞和能量空洞的问题,提出一种基于优化成簇多跳的LEACH协议改进。依据通信射频能耗模型,在成簇时,采用优化分区和双簇首模式,避免因成簇空间和簇首分布不均带来的"覆盖空洞"问题;在簇间路由时,基于簇首能量和与基站的距离,选择代价最小的路由,弥补了因簇首能耗不均导致"能量空洞"的现象。经仿真实验测试,结果表明,与LEACH及同类改进算法相比,该算法有效地降低了网络能耗,延长了网络生命周期,同时提高了网络数据吞吐量。     

用于多集装箱监测LEACH协议的改进与仿真研究

针对基于无线传感器网络的多集装箱监测应用中存在的能量有限问题,提出了一种基于LEACH分层路由协议的低功耗监测算法,并对传统LEACH协议进行了更符合该应用要求的改进,最后以监测网络生存周期和低能量监测器生存时间为指标进行了仿真对比.仿真结果表明,改进后的协议有效地提高了监测网络能量消耗均衡度,延长了网络生存周期.     

一个新的基于能量和距离的传感器网络协议

分析了基于低能量自适应聚类层次(LEACH)协议等典型协议,提出了一个基于能量和到基站距离的分簇算法,并在簇首的数据发送中引入了改进的多跳路由算法,称为基于能量距离分簇(EDBCM)的多跳算法。仿真结果表明,新协议提高了基站接收到的数据量,延长了整个网络的寿命。     

基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议

针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。     

基于蚁群算法的LEACH协议研究

针对LEACH协议中簇头节点与汇聚节点之间采用单跳通信造成能量损耗过快的问题,提出了一种基于蚁群算法的LEACH协议,该算法利用蚁群算法易实现、支持多路径的特点,结合节点的剩余能量及传输距离,通过对网络中信息素浓度的建立和更新,达到降低簇头节点能量消耗过快的问题.仿真实验结果表明,该算法在降低能耗、延长网络生命周期等方...     

基于LEACH协议的WSN共享密钥管理方案的研究

为了使层次式无线传感器网络传输更安全、节点寿命更长、网络运行效率更高,提出了一种基于LEACH协议的WSN共享密钥管理方案。该方案具有很好的方案完整性与时效性、动态密钥安全性、节点安全独立性和密钥生存有效性,也具备抗中间人攻击、DDoS 攻击等风险的能力,而且分发共享密钥消耗的能量较低,网络运行效率较高。     

一种能耗均衡的WSN分簇路由协议

节能是WSN的研究热点之一,而路由协议对能耗有直接影响。在对已存在的分簇多跳路由协议进行分析的基础上,提出了一种考虑多种因素来均衡节点能耗的分簇多跳路由协议——EBCRP。EBCRP协议中,选择中继簇头时综合考虑了邻近簇头相对自身的距离和方向;加入经验因子使簇头概率随节点与Sink的距离成负指数变化;中继簇头进行一定时间的等待以便数据融合,等待时间与它到Sink的距离成反比;另外,还通过仿真确立了较优的轮转周期。仿真实验结果表明,EBCRP协议能够使网络第一个节点死亡时间明显延后,能耗更均衡,生命期更长。     

基于能量和距离的LEACH算法改进

本文重点研究WSN分簇路由协议LEACH,无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,其路由协议设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络生命周期。有针对性的选择了LEACH作为研究重点,针对其簇首选择时不考虑剩余能量,簇首直接与基站通信,远端节点耗能过大,容易出现热点问题,导致网络能耗严重不均衡的不足加以改进,提出了一种新的基于能量和距离的多跳路由算法EDMRCH(Low Energy and Distance Multi-hop Routing Clustering Hierarchy),其中借鉴了SPEED、DD等协议的优秀思想,概括为以下三点:改进了阀值T(n)的计算方法和簇的形成过程;引入簇间采取多跳通信方式,簇首节点只需将数据发送给邻近的节点而不是相距很远的Sink节点,有效的避免了热点问题,提升整个网络的负载均衡性。     

基于布谷鸟搜索算法的无线传感器网络改进路由协议

为了解决无线传感器网络(WSNs)能量消耗不均衡,网络生存时间短的问题,在研究了几种现有路由协议基础上,提出一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议.该协议引入能量因子、密度因子和距离因子,修正了LEACH协议的阈值函数,并结合布谷鸟搜索算法对簇头集合进行了优化,同时提出新的路由机制,在簇头采用多跳方式和Sink节点进行数据通信.模拟实验表明:相比于LEACH协议,提出的新协议可以有效地均衡网络节点能量,延长网络生命周期.     

基于汇聚节点移动的能量均衡路由协议的研究

在无线传感器网络路由协议的设计中,传感器节点的监测数据要以多跳中继的方式向sink汇聚节点进行传输。在sink汇聚节点固定网络,临近sink汇聚节点的传感器节点需要中转其他节点的监测数据,从而耗费大量的电池能量,很容易造成过早地死亡,使网络的连通度下降,甚至会造成网络的分割,缩短了网络寿命。为了解决这一问题,从sink汇聚节点的角度,提出了一个基于sink汇聚节点移动的能量均衡的路由协议——SERP路由协议,通过sink汇聚节点的移动,使其附近的传感器节点不断地发生变化也就是网络内的“热点”不断地发生变化,从而促使传感器节点间的负载得到均衡,达到延长网络寿命的目的。在协议中,首先将无线传感器网络的监测区域分成有限个虚拟单元格,然后以每个单元格的中心作为sink汇聚节点的移动位置,最后通过线性规划确定sink汇聚节点在每个位置的停留时间。针对上述路由协议,对它进行了仿真分析,结果显示网络内节点的能量消耗比较高效均衡,有效地延长了网络寿命。     

一种改进的基于位置信息的AdHoc路由协议

近几年地理Ad Hoc路由以其独立选路由、避免泛洪以及有良好的可扩展性和适应性而得到快速发展。地理路由面临一个由贪婪方式转发而失败的本地最小问题,该文根据提出的启发式的地理位置辅助路由协议AGAR进行改进,主要是对本地最小问题造成的三角环路以及最短路径查找方面做出改善,仿真结果表明,改进后的算法有较好的投包率和较低的开销。     

WSN中LEACH路由协议簇头数优化研究*

基于簇的LEACH路由协议在大规模无线传感器网络中有着良好的适应性,但在具体的网络分簇过程中由于每轮选择簇头节点时并没有考虑簇头节点的数量从而造成被选簇头节点的数量过多或过少,导致传感器节点因为不必要的数据融合或数据传输距离过长而消耗过多的能量,缩短了整个网络的寿命。为克服这些问题,提出了一种优化簇头数的方法,计算出一个区域内最佳的簇头数范围,通过控制簇头的数量来改善网络的性能。仿真结果证明该算法能够提高网络的整体性能,延长网络的生存时间。