基于LEACH的无线传感器网络路由协议研究

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1、大连理工大学硕士学位论文基于LEACH的无线传感器网络路由协议研究姓名：滕英政申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：朱瑞军20081201人迮理l：人学硕十学何论文摘要以数据为中心的无线传感器网络只具有有限的计算能力、有限的存储能力、有限的无线通信能力和有限的电源供应能力。如何在这样有限的资源环境下获取尽可能多的、有效的感知对象的特征信息，并传输到用户节点进行处理，是目前的研究重点。因此，设计高能效的路由策略以延长网络的生命周期成为无线传感器网络中的关键问题。本文在分析了现有无线传感器网络路由协议的基础上，着重研

2、究了LEACH协议。针对U’ACH协议的簇首选择算法和数据传输过程中存在的问题，提出了以下两种改进算法：(1)针对LEACH协议簇首选择算法中存在簇首位置分布不均匀，致使簇首节点负载不均衡，以及簇首节点个数偏离最优值范围，导致全网能耗增多等情况，提出了基于节点区域中心分布的簇首选择算法。算法综合考虑了簇首节点在无线传感器网络中的均衡分布区域来优化簇首选择，同时设置了簇首节点阈值的限定机制。仿真实验表明，改进后的簇首选择算法很好的均衡了头节点负载，减少了网络能耗，有效延长了30％左右的网络生存时间。(2)针对LEACH

3、协议数据传输过程中存在的数据传送时间机制问题，造成的簇间节点能耗差别较大，以及簇首向基站传输过程中由于距离差别，造成的簇首能耗差距较大等问题，提出了簇首多跳的分簇路由算法。算法调整了节点的数据传输时间，实现了簇首通过寻找最优路径将数据多跳传向基站。仿真实验表明，簇首多跳的路由算法一定程度上改进了LEACH算法的不足，均衡了节点能耗，有效节省了传输能量，进一步延长了网络的生存时间。关键词：无线传感器网络；路由协议；分簇；能耗基丁．LEACH的无线传感器网络路由协议研究StudyofRoutingProtocolBase

4、donLEACHforWirelessSensorNetworksAbstractSensornetworks，whichcenteredondata，havelimitedcomputingcapacity，andlimitedenergysupplycapacity．Therefore，howtoacquireabundanceandefficiencycharacteristicinformationofsensedobjectassoonaspossible，andtransmittosinknodetota

5、keintoprocess，istheemphasesofpresentlyresearch．Soitisimportanttostudynewroutingprotocolstoextendthelifetimeofwirelesssensornetworks．Basedontheanalysisofexistingwirelesssensornetworkmutingprotocol，thisessayespeciallyfocusesontheLEACHprotoc01．Wefoundthatthereares

6、omeproblemsincluster—heedselectionalgorithmanddatatransmitprocessafteranalyzingtheperformanceofLEACHprotoc01．Sothisthesisproposestwoamelioratedalgorithm．(1)Incluster-heedselectionalgorithmofLEACH，theasymmetryofclusterheedsdistributeCausesterriblyunbalancedloadi

7、ndifferentclusterandthenumberofclusterheedsusuallydeparttheoptimalrange，whichcausemoreenergydissipate．Thisthesisproposesaclusterheedsselectionalgorithmbasedonnodelocatedcentralarea．Inthenewalgorithm，theareawhereclusterheedslocatebalanceinthewirelesssensornetwor

8、ksisconsideredtooptimizetheprocessoftheclusterheedsselectionandsetupamechanismtoensuretheoptimalnumberofclusterheeds．Simulationresultsshowthatthenewalgorithmbalancesloadofcl