LEACH協(xié)議的研究及改進(jìn).pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanism System，MEMS)、片上系統(tǒng)(System on Chip，SOC)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來了數(shù)據(jù)感知的一場變革。因其有著廣闊的應(yīng)用前景，所以研究設(shè)計或優(yōu)化更有效的適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，延長其網(wǎng)絡(luò)壽命，提升其性能(如

2、包的成功發(fā)送率、節(jié)能等)顯得十分重要。
　　 本文針對LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)路由協(xié)議作了深入的剖析，它作為一種經(jīng)典的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分層分簇路由協(xié)議，協(xié)議的具體算法分為兩個階段：簇頭選擇階段和穩(wěn)定工作階段。在第一個階段，簇頭選擇算法僅僅從概率角度上考慮了結(jié)點(diǎn)作為簇頭的公平性，而沒有把節(jié)點(diǎn)能量值、簇頭邊緣化和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸距離等重要因素考慮在內(nèi)。因此，針對節(jié)點(diǎn)

3、能量問題，本文在原協(xié)議的閾值中加入了節(jié)點(diǎn)剩余能量和初始能量的比重；在簇頭邊緣化問題上，本文在原有協(xié)議的基礎(chǔ)上，加入了節(jié)點(diǎn)到中心的距離，從而減小簇頭的邊緣化，增大了簇頭的覆蓋面，從而提出了LEACH-ED(Low EnergyAdaptive Clustering Hierarchy-Energy and Distance)優(yōu)化協(xié)議；為了減少簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離，本文在第一次選簇的基礎(chǔ)上在簇內(nèi)重新選擇簇頭使其盡量靠近簇的質(zhì)心，以減少節(jié)點(diǎn)

4、到簇頭的數(shù)據(jù)傳輸距離，從而減小節(jié)點(diǎn)能耗，在這個問題的解決上本文提出了LEACH-DC(Low Energy Adaptive ClusteringHierarchy-Distance and Centroid)優(yōu)化協(xié)議。就以上三點(diǎn)的修改方案，本文基于NS2(Simulation Network，Version2)仿真平臺，擴(kuò)展安裝和修改LEACH協(xié)議程序。針對改進(jìn)后的協(xié)議與原協(xié)議作了大量的仿真分析實(shí)驗(yàn)，為了保證仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用