基于能量均衡的WSNs固定分区路由算法.pdf

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1、2014年第33卷第11期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)121DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)11-0121--04基于能量均衡的WSNs固定分区路由算法李秋峦，詹国华，李志华(杭州师范大学信息科学与3-程学院。浙江杭州311121)摘要：针对LEACH协议簇间通信能耗和控制开销过大，以及簇首数量波动大、簇首分布不均匀等问题，提出一种基于能量均衡的固定分区路由算法。结合多跳算法进行非均匀分簇，在降低簇间通信能耗的同时避免了

2、“热区”问题。采用固定分区策略，限制了簇首节点出现的范围与数量。引入簇首能量自检机制，降低了网络的控制开销。同时利用节点能量和位置信息，选取最优节点成为簇首。仿真实验结果表明：该算法在网络的总体能耗、负载均衡和生命周期方面都有较好的表现。关键词：无线传感器网络；能量均衡；固定分区；LEACH中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)11-0121-04FixedpartitionroutingalgorithmforWSNsbased0nenergy-bal’anceLIQi

3、u—luan，ZHANGuo—hua，LIZhi-hua(CollegeofInformationScienceandEngineering，HangzhouNormalUniversity，Hangzhou311121，China)Abstract：Inviewofthedeficiencysuchashugeenergyconsumptionforintra—clustercommunication，toomuchcontrollingexpensesaswellasvolatileamountandun

4、bManceddistributionofcluster—headsofLEACHprotocol，afixedpa~itionroutingalgorithmbasedonenergybalanceisproposed．Combinedwithmuhi—hopalgorithmtocarryoutunevenclusteringstrategy，intra—clustercommunicationenergyconsumptioniseffectivelyreducedwithouttheproblemof

5、thermalregion．Byemployingtheideaoffixedpartition，rangeandamountofcluster—headsnodearesignificantlyrestricted．Inaddition，self-examinationmechanismofcluster·headsenergyisproposedtoreducecontrollingexpenses．Meanwhile，energyandgeographiclocationsinformationofno

6、dearefullytakenintoaccountinchoosingoptimalnodetobecomecluster—heads．Simulationresultsdemonstratethatthisalgorithmhasoutstandingperformancesinoverallenergyconsumption，loadbalance，andlifetimeofnetwork．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；energybalance；fixed

7、partition；LEACH0引言成员节点的数据传输时隙。随着无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)继承LEACH协议分簇思想的改进协议有很多。DEEC被越发广泛地应用到军事、环境监测、医疗救护等领域，作(distributedenergy—eficientclustering)算法对簇间通信算法为其关键技术之一的路由算法也开始成为人们关注的焦进行了优化，但未解决簇首数量波动大和分布不均匀的问点。题。邓仲芬等人提出的EUCR(energy—eficientuniformWS

8、Ns能量有限，故低能耗与负载均衡是其路由算法tree．clusteringrouting)协议均匀了簇首分布，但未考虑网络设计的首要目标]。分簇路由可以提高能量利用率、均衡的控制开销J。李成法等人提出的EEUC(energy—eficient网络负载，是一种有效的WSNs拓扑管理方式。其主要unevencluster)算法基于地理位置对网络进行规模不等的思想是选择部分节点作为簇首，簇内成员将数据发送