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《能量高效的wsn分簇路由協(xié)議研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、能量高效的WSN分簇路由協(xié)議研究摘要:傳統(tǒng)分簇路由協(xié)議存在簇首節(jié)點(diǎn)的能耗分布不均勻，簇首節(jié)點(diǎn)與基站之間數(shù)據(jù)傳輸未采用最短路徑傳送，數(shù)據(jù)傳輸效率低使得網(wǎng)絡(luò)能耗較高及網(wǎng)絡(luò)生存期短問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題提岀一種基于剩余能量和簇首最佳距離的分布式分簇路由算法EDACO由基站根據(jù)剩余能量選擇候選簇頭，被選擇簇頭之間的距離要求在最佳簇首分布距離內(nèi)，利用蟻群優(yōu)化算法在各簇頭之間找到一條最短路徑多跳傳輸數(shù)據(jù)。Matlab仿真結(jié)果表明，EDAC協(xié)議比LEACH協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)生存期上延長(zhǎng)了20%。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；剩余能量；最佳簇首分布；蟻群算法Abstract:Traditionalcluster-basedr
2、outingprotocolsdonotperformsowellinnetworkenergyconsumptionandlifetimewhenthenetworkislarge,becauseenergyconsumptionamongcluster-headsarenotuniformztheroutebetweenBSandcluster-headsmaybenottheshortest,thelowdatatransmissionefficiency.Tosolvetheseproblems,basedonresidualenergyandthebestdistanceofthe
3、clusterheadproposedadistributedclusteringroutingprotocolsEDAC.Thebasestationselectsacandidateclusterheadbasedontheresidualenergy,tobeselectedclusterheadshouldwithinthebestclusterheaddistributionoptimumdistanee,usingACalgorithmfindtheshortestpathbetweeneachclusterheadsothatmultihoptransmissiondata?T
4、hesimulationwithMATLABshowsthattheEDACoutperformsLEACHnearly20%inthenetworklifetime.Keywords:WSNs;ResidualEnergy;BestClusterHeadDistribution;AC1引言無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSNs[l](WirelessSensorNetworks)是數(shù)目較大且具有計(jì)算能力和處理能力小型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)有限的能量供應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的自組織網(wǎng)絡(luò)。在有限的能量供應(yīng)下，傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的感知數(shù)據(jù)通過(guò)某種協(xié)議傳送至基站，在這一過(guò)程中能量的有效利用是延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的關(guān)鍵。學(xué)者們
5、針對(duì)WSNs中能量有效利用問(wèn)題提出了很多新穎的想法,其中分簇思想由于在實(shí)際應(yīng)用中得到了良好的效果從而弓I起了學(xué)者彳門的廣泛關(guān)注。LEACH(Lowenergyadaptiveclusteringhierarchy)[2]協(xié)議采取隨機(jī)性的選擇簇頭把能量的消耗分布在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)上。HEED[3](Hybridenergyefficientdistributedclustering)是基于混合能量和通信代價(jià)的特定概率公式選擇簇頭，剩余能量較高和低通信代價(jià)的節(jié)點(diǎn)才可以當(dāng)選簇頭,但是該協(xié)議不保證最優(yōu)的簇頭數(shù)和網(wǎng)絡(luò)連通性.通過(guò)對(duì)以上文獻(xiàn)總結(jié)得出，已經(jīng)存在的算法都存在簇首分布不合理，簇間通信
6、耗能較高，分簇不均勻等問(wèn)題。本文充分考慮了以上各算法的不足之處，主要針對(duì)各算法中簇頭分布不均勻，簇間數(shù)據(jù)傳輸能耗較大的問(wèn)題，提出一種綜合節(jié)點(diǎn)剩余能量又考慮簇頭分布、簇內(nèi)單跳簇間多跳分簇路由協(xié)議。2網(wǎng)絡(luò)模型和問(wèn)題描述本文采用的無(wú)線電能耗模型，發(fā)送端的能量主要消耗在無(wú)線電發(fā)送元件和功率放大器，接收端的能量主要消耗在無(wú)線電發(fā)送元件，實(shí)驗(yàn)采用自由空間(功耗損失)多徑衰減(功耗損失)信道模型，主要與發(fā)送端和接收端之間的距離有關(guān)。傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送l-bit數(shù)據(jù)耗能:(1)傳感器節(jié)點(diǎn)接受l-bit數(shù)據(jù)耗能：(2)上式中,是發(fā)射電路元件功耗,為接收電路功耗，取決于數(shù)字編碼,過(guò)濾和信號(hào)擴(kuò)散方式。I是傳送的數(shù)據(jù)包
7、的大小，d發(fā)送端和接收端之間的距離，和為放大器功耗，取決于接收者的距離和誤碼率。，為距離門限，根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送者和接受者之間的距離，選擇自由空間信道模型或者多徑衰減信道模型。3改進(jìn)協(xié)議設(shè)計(jì)改進(jìn)協(xié)議充分考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量與LEACH協(xié)議一致本文也才用〃輪〃的概念。協(xié)議的沒輪分簇的建立和穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸兩階段。在簇建立過(guò)程中，我們首先由基站指定簇頭，由于初始能量相同，在以后的輪中我們根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量選擇候選簇頭，候選
