基于LEACH的改進型WSN路由協(xié)議.pdf

1、在WSN(Wireless Sensor Network)中，洪泛、DD、SPIN等傳統(tǒng)路由協(xié)議的結(jié)構(gòu)本質(zhì)特征都是節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)信息直接或間接地傳輸至基站，數(shù)據(jù)傳輸過程中忽略了環(huán)境干擾、傳輸距離長以及節(jié)點自身剩余能量低等因素，造成網(wǎng)絡(luò)能量浪費，信息丟失，信道堵塞的現(xiàn)象。典型的層次型路由協(xié)議-LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)首次提出分層模式，結(jié)構(gòu)簡明穩(wěn)定，但是這種路由協(xié)議不

2、能有效降低數(shù)據(jù)傳輸過程中冗余數(shù)據(jù)以及外界的干擾，簇首的隨機選舉可能使得能量較低的節(jié)點當(dāng)選簇首，造成簇首節(jié)點過早死亡。本文在LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出LEACH-DH(LEACH-Double Heads)路由協(xié)議，采用多層分簇，選舉雙簇首，并引入分層數(shù)據(jù)融合技術(shù)，達到節(jié)約能耗，提高數(shù)據(jù)信息的可信度，延長網(wǎng)絡(luò)生存壽命，降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信量的目的。
　　論文比較幾種典型路由協(xié)議，在LEACH協(xié)議基礎(chǔ)上，提出分層數(shù)據(jù)融合的LEACH-D

3、H協(xié)議，從結(jié)構(gòu)和功能上將協(xié)議劃分為底層、中間層和頂層三部分，并針對每一層結(jié)構(gòu)特征引入相應(yīng)的數(shù)據(jù)融合處理方法:底層節(jié)點主要負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)信息，并對采集到的數(shù)據(jù)信息進行均值處理，然后設(shè)置置信區(qū)間進行數(shù)據(jù)檢驗，提高數(shù)據(jù)信息可信度，檢驗合格后發(fā)送至中間層節(jié)點。中間層節(jié)點負(fù)責(zé)對接收的底層數(shù)據(jù)信息進行卡爾曼濾波處理，降低周圍環(huán)境在數(shù)據(jù)傳輸過程中的噪聲干擾，并將處理后的數(shù)據(jù)信息傳輸至頂層節(jié)點?？紤]到不同節(jié)點的信息可信度各不相同，頂層節(jié)點采用模糊理論數(shù)據(jù)

4、融合算法對接收到的數(shù)據(jù)信息進行處理，將多條信息融合成一條信息，降低信息傳輸量。通過三層數(shù)據(jù)融合處理，有效消除了網(wǎng)絡(luò)中的冗余信息，提高了信息的可信度，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)能量消耗。
　　在同一仿真環(huán)境下利用MATLAB軟件將LEACH-DH協(xié)議、LEACH-C協(xié)議和LEACH協(xié)議進行仿真對比，實驗結(jié)果表明LEACH-DH協(xié)議在LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)上將網(wǎng)絡(luò)生存時間延長了700輪，數(shù)據(jù)傳輸速率提高了3.7倍，有效降低了數(shù)據(jù)傳輸過程中環(huán)境噪聲的干擾