优化分簇及簇首选择地wsn路由算法

《优化分簇及簇首选择地wsn路由算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案COLEH:优化分簇及簇首选择的WSN路由算法林观康程良伦（广东工业大学自动化学院，广州510006）摘要如何有效地使用传感器节点的能量以延长WSN（Wirelesssensornetworks）的生存时间，一直是WSN路由协议研究所关注的焦点。本文基于分簇协议提出一种新的路由算法COLEH（ClusteringOptimizedLowEnergyHierarchy）,采用非均匀分簇的思想来优化簇的划分，并根据节点的剩余能量来选择簇首。仿真实验结果表明该路由算法有效地使节点能量消耗均衡化，延

2、长了整个网络的寿命。关键词无线传感器网络，路由，能量，寿命中图法分类号TP393COLEH:aoptimizedclusteringwirelesssensornetworkshierarchicalroutingalgorithmLINGuan-kangCHENGLiang-lun（FacultyofAutomation,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China）AbstractHowtousenodes’energyeffective

3、lytoprolongthenetworks’lifetimeisoneofresearchemphasisforWirelessSensorNetworks.Thispaperproposeanewhierarchicalroutingalgorithm:COLEH（ClusteringOptimizedLowEnergyHierarchy）,itadopttheunevenwaytooptimizethepartitionofcluster,chosetheclusterheadbynode’sre

4、sidualenergy.Simulationresultsshowthattheroutingalgorithmproportiontheenergyconsumptionofnodeseffectively,thusextendedthelifetimeoftheentirenetwork.Keywordswirelesssensornetworks,routing,energy,static精彩文档实用标准文案随着技术的不断进步，无线传感器网络的重要性日益突出，并且在医疗、军事、环境检测、工业等领

5、域有着广泛的应用前景[1，2]。由于无线传感器网络的节点采用微型电池供电，且放置在恶劣的环境中工作，一般很难进行充电或是替代，系统的能量资源非常有限，故设计中常先考虑节能问题以延长网络的寿命，很多路由协议也是基于这一原理设计的。特别是以基于簇路由协议为代表的网络层协议，是目前国际上研究的热点和重点内容之一[3]。对于大规模无线传感器网络，分簇协议更能节省无线传感器网络的总能量损耗。在分簇协议中，簇的生成及把特定工作分配到簇首，极大地提高了整个系统的可扩展性和延长了网络寿命[4]。LEACH[5]协议是最

6、早提出的分簇路由协议，其基本思想是以循环的方式随机选择簇首节点，将整个网络的量负载平均分配到每个节点上，从而降低能耗、延长网络的生存时间。它的基本思路为后来的一系列基于簇的路由协议的提出做出了重大贡献。LEACH-C[6]将目标区域划分成等面积的几个区域，分区域进行管理。一个区域内的簇首只需要管理本区域内的其他节点的信息，使整个无线传感器网络的能量分布较为均衡，达到延长网络寿命的目的。EEUC[7]是一个能量高效的非均匀分簇算法，它通过非均匀的方式来构造大小不同的簇。靠近基站的簇规模远小于远离基站的簇，

7、因此基站附近的簇首可以为簇间的数据转发保留能量，从而解决了“热区”问题。但该算法在分簇时并未考虑到簇内各节点间的距离，导致分簇过大，在簇内通信时，它采用单跳方式，边缘节点与簇首通信要消耗很大的能量。本文提出一个对分簇及簇首选择进行优化的路由算法，总体上把所有节点按节点与基站的距离划分，同一距离等级的节点组成簇，靠近基站的簇规模小于远离基站的簇。然后根据节点的剩余能量及节点在簇内的位置选择簇首；最后，簇首通过簇间的路由把融合后的数据发送到基站1.分层路由协议分析分层路由算法的基本思想是将传感节点分簇，每个

8、簇由一个簇首和多个簇内成员组成接收到分组的簇内节点直接将分组转发至簇首节点，分组转发下一跳节点为到簇首节点的最小路径上的节点。簇首节点通过数据聚集减少传输信息量，最后簇首节点把聚集数据转发给终端节点。分层路由协议的每轮循环大致包括两个阶段：建立阶段及稳定状态阶段(如图1所示)。建立阶段里，算法进行簇首的选举及分簇的形成；在稳定状态阶段里，进行收集数据和给簇首传输数据。簇首节点在收到簇内成员的数据之后会对这些数据进行聚合后传送给Sink。经过