無線傳感器網(wǎng)絡中LEACH協(xié)議的研究與改進.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由具有感知和通信功能的傳感器節(jié)點構(gòu)成的自組網(wǎng)絡，是傳感技術、通信技術、計算機技術等多種技術發(fā)展的產(chǎn)物。由于傳感器節(jié)點能量供應的特點，節(jié)能技術一直是無線傳感器網(wǎng)絡研究的關鍵技術。節(jié)能的主要途徑有改善硬件設計和對軟件進行優(yōu)化，其中網(wǎng)絡路由協(xié)議是軟件優(yōu)化的一個重要環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)外的研究者對網(wǎng)絡路由協(xié)議做了深入細致的研究，提出了不少優(yōu)化算法。但大多數(shù)的優(yōu)化算法中將節(jié)能的重點放在數(shù)據(jù)傳輸階段，對簇頭形成過程中報文交換帶來的能量消耗

2、研究較少；在數(shù)據(jù)傳輸階段，有部分學者提出了基于蟻群的多跳傳輸，但鮮有同時引入能量預測方法的研究。本文提出的算法將主要從簇頭選舉和簇頭數(shù)據(jù)傳輸兩個方面進行改進。
　　 本文簡要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議；選擇了典型的分簇路由協(xié)議LEACH作為研究對象，論述了其原理、特點和不足，特別是分析了其簇形成過程中的能量消耗。根據(jù)LEACH協(xié)議能量消耗的特點，提出了一種改進的路由協(xié)議。主要內(nèi)容為：
　　 首先，改進的路由協(xié)議修改了

3、簇頭產(chǎn)生的閾值的計算方法，讓能量多、距離Sink近的節(jié)點當選為簇頭的概率增大；并引入了能量和距離加權(quán)因子，調(diào)整能量和距離在閾值計算中的比重。
　　 然后，修改了簇頭生成機制，采用全網(wǎng)選舉簇頭和簇內(nèi)選舉簇頭相結(jié)合的方式，減少了簇頭選舉的次數(shù)，降低了簇頭選舉過程中的能量消耗。簇頭數(shù)據(jù)傳輸采用了多跳通信的方式，簇頭根據(jù)蟻群算法原理尋找下一跳節(jié)點，并引入了能量預測機制，避免了優(yōu)化路徑過于集中，避免簇頭節(jié)點因過多轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而消耗能量。