基于節(jié)點位置和能量的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的信息獲取與處理技術(shù)，能夠廣泛應(yīng)用在國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、空間探索及物品跟蹤等許多領(lǐng)域。無線傳感器自身的特點及工作環(huán)境決定了節(jié)點的能量是嚴格受限的。如何有效地提高能量的利用效率，延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要研究的首要問題。
　　 本文在查閱相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，綜述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。以LEACH路由協(xié)議為研究課題，在分析和比較現(xiàn)有主流無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的優(yōu)缺點，及其應(yīng)

2、用環(huán)境范圍特點的基礎(chǔ)上，對LEACH分層路由協(xié)議進行了詳細具體的分析，指出了LEACH協(xié)議的優(yōu)缺點。針對LEACH協(xié)議分簇過程中，簇頭的隨機產(chǎn)生，簇頭在網(wǎng)絡(luò)中的分布不合理的情況，本文進行了具體改進。
　　 首先，本文對簇頭數(shù)目比例的最優(yōu)值進行了推導(dǎo)，得出在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模一定的情況下，簇頭數(shù)目的最優(yōu)比例。然后，通過對網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域進行劃分，使簇頭出現(xiàn)在固定區(qū)域內(nèi)，以減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，并延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間。接著，以簇頭間的距離作為出發(fā)點，在

3、LEACH隨機產(chǎn)生簇頭的過程中，限制簇頭間的距離，使簇頭在網(wǎng)絡(luò)中分布更加均勻，以此均衡網(wǎng)絡(luò)的負載，減少能量的消耗，并延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間。
　　 此外，本文還將網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的位置信息與節(jié)點的剩余能量相結(jié)合，同時作為選簇考慮的指標，提出了一種LEACH改進算法，避免了原始LEACH算法隨機選擇簇頭存在的缺點，降低了能量過低的節(jié)點成為簇頭的概率，把傳輸消耗的能量盡可能平均地分擔到各個節(jié)點。文中仿真結(jié)果的分析和比較表明，該改進算法在能量的