一种基于分环的能量高效无线传感器网络分簇路由协议.pdf

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1、8传感器与微系统(TmnsducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第5期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)05-0008-04一种基于分环的能量高效无线传感器网络分簇路由协议吴玉成，李伟琪，胡真，谢璐(重庆大学通信工程学院，重庆400030)摘要：针对现存分簇路由协议能耗不均衡和簇首节点死亡过早的缺陷，设计了一种基于分环模型的能量高效分簇路由协议。根据节点剩余能量和位置选举簇首，采用主次簇首轮换方式减低簇首节点能耗。仿真结果表明：该算法能够均衡网络能

2、耗，延长无线传感器网络生命周期。关键词：分簇路由协议；能量高效；无线传感器网络中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)05-0008-04Asub-—ring··basedclusteringroutingprotocolforenergy-efitticientWSNsSWUYu—cheng，LIWei-qi，HUZhen，XIELu(CollegeofCommunicationEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，Chi

3、na)Abstract：Inordertosolvetheproblemsofunbalancedenergyconsumptionanduntimelydeathofclusterheadsinpresentclusteringroutingprotocols，asub—ring—basedenergy—efficientclusteringroutingprotocolisdesigned．Theresidualenergyandlocationsofsensornodesisconsideredincluste

4、rheadsgeneration．Thealternationbetweenprimaryandsecondaryclusterheadsisadoptedtoreducetheenergyconsumptionoftheclusterheads．Simulationresultsshowthatthepresentedprotocolhasabilitytobalancetheenergyconsumptionandextendthelifetimeofwirelesssensornetworks(WSNs)．Ke

5、ywords：clusteringroutingprotocol；energy—eficient；wirelesssensornetworks(WSNs)0引言于非均匀分簇的UCS(unequalclusteringsize)协议来解节点能量受限是无线传感器网络(wirelesssensornet—决“热区”问题，该方法采用两层同心环状拓扑，外环中的works，WSNs)的重要特征，设计能量高效的WSNs路由协簇规模比内环中簇规模大。但该方法中的簇首节点及其位议对延长网络生命周期尤为重要。置是预先选定的，也没有成簇机

6、制。李成法、陈贵海等人提基于分簇(clustering)的WSNs路由协议是提高网络能出了EEUC(energy—eficientunevenclustering)协议，解决量效率的有效途径j。现有分簇式路由协议主要包括：了多跳模式下簇首能耗不均衡引起的“热区”问题，但簇首HeinzelmanW等人提出的低功耗自适应集簇分层(1owe—选取时未考虑节点的剩余能量和位置，影响了最终簇首的nergyadaptiveclusteringhierarchy，LEACH)协议；为进一质量和簇的分布。步提高成簇质量，Heinze

7、lmanW等人又提出了集中式成簇针对上述算法的缺陷，本文从全网能耗均衡出发，提出算法LEACH—C和考虑了几点剩余能量的算法LEACH—E。了一种基于分环的能量高效WSNs分簇路由(ring—basedLidseyS等人提出的PEGASIS(power—eficientgatheringinenergy—eficientclusteringrouting，RECR)协议。采用同心环sensorinformationsystem)算法以链状拓扑组织节点，该状网络模型，根据节点的剩余能量和与环中线的距离选举算法需要预知节

8、点位置信息。YounisO等人提出的HEED簇首，改善了簇在网络中的分布；采用主次簇首轮换机制，(hybridenergyeficientdistributedclustering)协议是针对减少了每轮成簇所带来的能量开销。仿真结果表明：与LEACH协议中簇首分布不均匀的问题提出的改进，但成簇LEACH和HEED协议相比，本文所提算法能够优化簇