基于最優(yōu)簇頭數(shù)的LEACH協(xié)議的分析與改進(jìn).pdf

1、本文首先介紹了該課題的來源以及研究意義，通過對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，用以支撐自己改進(jìn)后的協(xié)議的創(chuàng)新性。接下來對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念以及體系結(jié)構(gòu)做出了定義。為了給改進(jìn)LEACH協(xié)議作鋪墊，本文闡述了WSN中幾種主要的節(jié)能策略以及關(guān)鍵技術(shù)。并且對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行了綜述及分析，并著重地研究與分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中典型分簇路由協(xié)議--LEACH的運(yùn)行機(jī)制及其優(yōu)缺點(diǎn)。
　　針對(duì)LEACH協(xié)議存在的缺陷，本文提出了一種新的路由

2、協(xié)議LEACH-EN。該協(xié)議的改進(jìn)主要集中在四個(gè)方面：簇頭沒有均勻分布、每輪簇頭數(shù)量隨機(jī)、簇頭的選取沒有考慮剩余能量、另外簇頭與基站通信采取單跳方式。
　　為了讓簇頭能均勻分布，本文采用了傳統(tǒng)的九宮格對(duì)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域進(jìn)行了等面積的劃分。通過基于壓縮比的得到最優(yōu)簇頭目來有效控制簇頭數(shù)量，控制原理是一個(gè)區(qū)域內(nèi)只能有一個(gè)簇頭出現(xiàn)。原LEACH算法的閥值公式中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)是以相同的概率競(jìng)選簇頭的，雖然看似公平，但是卻不能有效均衡全網(wǎng)的能量，引入節(jié)

3、點(diǎn)剩余能量的概念，讓剩余能量高的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選的機(jī)會(huì)更大才能真正公平。對(duì)于簇頭節(jié)點(diǎn)在原LEACH算法中于基站是直接通信的，這樣忽視了距離對(duì)通信代價(jià)的影響，本文利用各個(gè)區(qū)域內(nèi)的簇頭，制定了簡(jiǎn)單的多跳傳播通信路徑，避免了計(jì)算最短路徑的通信開銷。
　　改進(jìn)后的路由協(xié)議LEACH-EN采用MATLAB進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)，并和LEACH協(xié)議進(jìn)行了比較，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析，驗(yàn)證了改進(jìn)后的LEACH-EN性能上的優(yōu)越。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，改進(jìn)后的路由協(xié)議