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《一種基于分層的簇首成鏈WSN路由協(xié)議.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、一種基于分層的簇首成鏈WSN路由協(xié)議摘要：能量有效利用是路由算法首要目標，基于LEACH和PEGASIS算法設(shè)計出一種基于分層的簇首成鏈WSN路由協(xié)議(LayerBasedCluster-ChainRoutingProtocolforWirelessSensorNetworks該算法將網(wǎng)絡(luò)分成層并分成兩個階段運行，第一階段每層隨機選出簇首并將剩余節(jié)點按照貪心算法成簇,第二階段在所有層中選出剩余能量最大一個簇首節(jié)點作為Leader節(jié)點直接與基站通信，其余簇首節(jié)點選擇離自己最近的簇首節(jié)點多跳傳輸。并實驗表明改進的算法能有效延長網(wǎng)絡(luò)生命周期,降低數(shù)據(jù)延遲。關(guān)鍵字：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；LEACH；
2、PEGASIS；路由協(xié)議中圖分類號：TP393文件標志碼：A文章編號：2095-2163(2015)05-Cluster-ChainRoutingProtocolforWirelessSensorNetworksbasedLayerWANGYanhong(NantongShippingCollegeManagementinformationDepartment,NantongJiangsu226010,China)Abstect：Energyeffectiveutilizationisthemostimportantgoaltoroutingalgorithm.BasedonLEACH
3、andPEGASISalgorithm,thispaperdesignsaRoutingProtocolonbaseofhierarchicalClusterheadingintoChain(Layer-basedCluster-ChainRoutingProtocolforWirelessSensorNetworks)?Thealgorithmseparatesnetworkintolayersandrunsintwostages.Inthefirstphaseeachlayerofthenodesclustersaccordingtothegreedyalgorithm,andin
4、thesecondstageitselectsthelargestresidualenergyofaclusterheadnodetocommunicatedirectlywiththebasestationasaleadernode?Therestoftheclusterheadnodeschoosethenearestclusterheadnodestodomulti-hopcommunication.Andtheexperimentshowsthattheimprovedalgorithmcaneffectivelyprolongthenetworklifecycleandred
5、ucethedatalatency.Keywords：WirelessSensorNetwork(WSN)；LEACH；PEGASIS；RoutingProtocol0引言無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wirelesssensornetworks,WSN)是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)，與以往的傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)相比具有鮮明顯著的特點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由成千上萬微型傳感器節(jié)點所組成，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由于受到成本的限制，使得節(jié)點的感知能力、通信能力和數(shù)據(jù)處理能力都非常有限［1］。正是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的這些物理特性使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議在設(shè)計時面臨著很多挑戰(zhàn)。其中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由于電池供電能量有限則可證得當下
6、即是無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計升級時的重點研發(fā)因素。基于此，有效利用節(jié)點能量、并延長網(wǎng)絡(luò)生命周期就勢將成為路由協(xié)議設(shè)計中的現(xiàn)實關(guān)鍵研究課題［2-3］o相應(yīng)地，本文將針對這一領(lǐng)域方向展開如下具體分析研究。1相關(guān)工作無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可以將路由協(xié)議分成兩大類，平面路由和分簇路由。其中的分簇路由將網(wǎng)絡(luò)分成多個子集，每個子集稱為一個簇，由簇首和多個簇內(nèi)節(jié)點組成。由于分簇協(xié)議能夠平衡節(jié)點負載，與平面路由相比分簇協(xié)議能夠有效地延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。因此，分簇協(xié)議是近期學(xué)者研究的重點。典型的分簇路由主要有LEACH、PEGASIS.HEED、TEEN等。尤其是LEACH［4］是最早提出
7、的、也是經(jīng)典的分簇協(xié)議之一，LEACH協(xié)議采用“輪”機制，每輪分為簇首選舉、成簇和數(shù)據(jù)傳輸三個階段，簇首負責收集簇內(nèi)節(jié)點數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)直接傳輸給基站。相對于一般的平面靜態(tài)路由協(xié)議，LEACH可以將網(wǎng)絡(luò)生存時間延長近15%o但是LEACH協(xié)議仍然表現(xiàn)有明顯的不足，例如隨機選取簇首導(dǎo)致簇首分布不均勻，簇首與基站直接通信導(dǎo)致通信能耗過大。這些都影響著網(wǎng)絡(luò)的生命周期，所以大量學(xué)者基于LEACH做了很多改進性研究。文獻［5,6］主要從簇首的選舉進行優(yōu)化，在
