一种改进LEACH协议的仿真与研究

针对无线传感器网络LEACH协议在簇头选择、簇头与Sink通信方面存在的不足,以均衡能耗和节省能量为出发点,提出对LEACH协议的改进方案.假设协议中的簇头只能在路由节点中产生,感知节点只能就近成为簇成员,选举出的簇头之间需要再进行分簇,远离Sink的簇头作为靠近Sink的簇头的簇成员.仿真实验结果证明,改进后的协议有效地延长了网络的生命周期.     

基于WSN分布式聚类均衡路由算法的优化研究

有效减少网络能耗,从而提高整体网络寿命是无线传感网领域中的关键问题,LEACH和DEBR等分簇路由算法可以初步提高网络寿命和网络延展性.研究了簇头选择、簇的形成和数据路由3个阶段,提出了一种基于能量均衡的分布式聚类均衡路由算法,通过传感节点的剩余能量、邻居个数以及簇头能耗的混合权重来选择簇头和分簇,考虑每条路径的消耗来选择最佳路径,有效改进了LEACH随机选择簇头节点和DEBR传送延迟导致的网络分割和能耗不均等问题.仿真结果表明,该算法有效平衡并降低了节点能耗,使得网络中生存节点数在相同周期内有较大提升,从而延长了整个网络的生命周期.     

基于位置加权粒子群算法的WSNs能量优化

针对无线传感器网络经典分簇协议Leach存在能量消耗过大的问题,提出了一种基于LEACH的改进协议。该协议采用位置加权粒子群算法结合对惯性权值、学习因子的调整,优化LEACH协议的簇头选择机制,将节点剩余能量、簇间距离及簇头到基站的距离作为适应度函数因素,调节簇及选举簇头。仿真结果表明,改进的协议使整个网络能量消耗达到相对均衡,大大减少了节点能量消耗,从而延长了网络寿命。     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

针对决定性簇头选择 (deterministic cluster-head selection,DCHS）协议簇头阈值函数的不足,提出一种能量高效分簇算法(energy efficient clustering,EEC)协议。分析了低功耗自适应集簇分层型（low-energy adaptive clustering hierarchy,LEACH）协议及其改进协议DCHS的设计缺陷,设计了一种新的簇头选举机制,在选举簇头时,不仅考虑节点剩余能量,而且能够保证网络中簇头节点的数量,并且用码分多址 (code division multiple access,CDMA)机制使非簇头入簇,减少了对相邻节点的干扰。仿真结果表明,与LEACH和DCHS协议相比,EEC协议能有效地延长网络生存时间,且网络能耗更加均衡。     

分簇水声传感器网络簇头选举算法优化

针对水声传感器网络分簇协议中簇头数量自由度高以及分布不均所导致能量消耗过多的缺陷,提出一种基于优化分簇的、能耗均匀的分布式LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议。改进分布式簇头选择机制,每轮中簇头选举由一次选举改为多次选举,引入最优成簇规模控制策略,实现簇头节点的位置分布优化,提高簇头数目稳定性,实现均衡网络能量。仿真结果表明,该改进LEACH协议能解决水声传感器网络分簇协议存在的能量问题,使网络的能量消耗更加均匀,并在一定程度上延长网络的生存期限。     

基于能量和距离的分簇式WSN路由协议设计

针对典型分簇式路由LEACH协议随机选取簇头节点、分簇不合理等造成的网络节能不理想的情况,提出了一种基于能量和距离的分簇式路由协议EDCRP。通过把节点到基站的距离和其剩余能量作为基站选取簇头的参考因素,借鉴遗传算法中的轮盘赌思想选择簇头,并设置簇头之间的距离阈值,合理选取和分布簇头。通过在Matlab环境下仿真实验,比较了LEACH、DIRECT和EDCRP协议。实验表明,EDCRP协议可改善负载均衡和有效地延长网络生存时间。     

基于能量优化分簇的WSN路由协议

针对无线传感器网络的特点,在LEACH协议的基础上,提出一种新的能量优化分簇路由算法。该算法使用能量因子修正了LEACH协议中的阈值,产生簇头;再选取距离最近的两个节点形成节点对,选择能量高的节点采集发送数据,采集的数据最后通过簇头融合提交给基站,从而减少了节点的能量消耗。MTLAB仿真结果显示该协议有效延长网络的稳定期。     

无线传感网络LEACH协议的优化研究

LEACH( Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy低功耗自适应分簇)算法可以有效地解决传感器节点能量限制的问题,显著地延长整个网络的生命周期。但在分簇簇头的选择过程中仅考虑此节点是否在之前的轮中担任过簇头节点,并未考虑节点剩余的能量与其所处的位置,使得簇头的选择并非最优。针对这种情况,本文在原有LEACH路由算法的基础上从节点剩余能量与节点分布位置两方面对其进行优化,提出了一种新的路由优化算法为I-LEACH。仿真结果显示I-LEACH较LEACH协议延长了网络生存周期,降低了网络总体能耗,使无线传感网的整体性能得到一定提升。     

一种LEACH的分簇优化策略

针对优化无线传感器网(WSN)的网络寿命问题,在低功率自适应分簇协议(LEACH)的基础上,提出一种分簇优化策略LEACH-Cluster Control(LEACH-CC)。在成簇阶段,提出一种易于工程实现的二次分簇策略。对簇成员过多的簇进行二次分簇,降低簇头负载,改善簇头分布不均匀,均衡全网能量消耗。优化簇内成员的入簇准则,寻找全局能量消耗最优的簇头加入,延长网络寿命。仿真实验结果表明,该策略能减少全网节点能量消耗,有效延长15%的网络生命周期。     

基于梯度与数据流机制的WSN分簇路由协议

针对无线传感器网络的能量受限和网络寿命有限的问题,结合梯度和数据流机制,对经典的LEACH分簇路由协议中簇头的选举及簇内通信方式进行了改进.Matlab的仿真结果表明,改进后的基于梯度与数据流机制的分簇路由协议与LEACH协议相比,能更为有效地节约节点能量,使网络寿命延长约50%～65%.     

无线传感器网络LEACH算法的改进研究

针对LEACH算法节点生命周期短和能耗不均衡的问题,提出了一种改进的LEACH算法。算法在簇头节点选择时综合考虑节点剩余能量和当前位置问题,使簇头的分布更均匀;同时在估算最优簇头数的基础上,改进了分簇方法,减少了分簇次数,节省了网络能量消耗。仿真实验表明,改进的LEACH算法使整个网络能耗更加均衡,延长了无线传感器网络的生命周期。     

基于能耗预测的WSN单跳路由分簇算法研究

针对分簇是实现WSN拓扑控制、节能、网络寿命的延长有效方式之一,基于LEACH的协议结构和能量消耗模型,提出了一种基于能耗预测的分布式单跳路由分簇算法（FED:forecasted energy dissipation）,定义了由其能耗预测指数和剩余能量比例系数动态地确定的节点竞争簇首门限,给出了基于时间优先、能量优先和比例优先竞争策略的FED算法。节点竞争簇首的参数选择与网络规模无关,且最大时间复杂度为O(1)。对时间优先、能量优先和比例优先竞争策略的FED算法的仿真研究结果表明：与LEACH和EECS算法相比,基于能量优先和比例优先的分簇算法较大地延长了网络寿命和提高了网络能量的利用性能。     

基于AP聚类的分簇网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络LEACH协议分簇过程中存在的簇头节点分布不均匀、选取时未考虑节点剩余能量的问题,提出了一种基于近邻传播聚类的自适应双选分簇网络拓扑控制算法(ADSAP)。ADSAP在参考AP聚类算法中聚类中心的选举策略的同时引入参考节点概念,能够根据当前参考节点的状态选择性的使用基于AP聚类的分簇策略或基于参考节点的分簇策略。两种分簇策略综合考虑了无线传感器网络中各个节点的剩余能量以及节点与汇聚节点间距离因素,能够在获取分布较为均匀的簇头节点的同时避免出现自身剩余能量较低的节点当选簇头节点的情况出现。仿真结果表明:基于ADSAP分簇算法的LEACH协议(ADSAPLEACH)相比于原LEACH协议分簇算法能够使簇头分布更加均匀、簇头选举更为合理、网络能耗更加均衡,有效延长了整个传感器网络的寿命。     

基于能耗预测的WSN单跳路由分簇算法

基于LEACH协议的结构和能量消耗模型,定义了由能耗预测指数和剩余能量比例系数动态确定的节点竞争簇首门限,提出了一种基于能耗预测的分布式单跳路由分簇算法(FED).该算法的最大时间复杂度为O(1).文中还对时间优先、能量优先和比例优先竞争策略的FED算法进行了仿真.结果表明:与LEACH和EECS算法相比,基于能量优先和比例优先的分簇算法较大地延长了网络寿命,提高了网络能量的利用性能.     

无线传感器网络中基于能量的簇首选择改进算法

针对LEACH分簇路由协议在选簇首时没有考虑节点能量而影响网络寿命的问题，提出了一种根据节点的剩余能量来调节节点生成随机数的大小，从而调整节点成为簇首概率的簇首选择算法，剩余能量越多的节点成为簇首的概率越大。仿真结果表明，此改进算法比LEACH算法能延长网络寿命10%以上,网络性能得到了提高。     

煤矿巷道无线传感器网络的LEACH协议改进

将LEACH协议应用于环境复杂的煤矿巷道中存在不足,为了使LEACH协议更适用于煤矿巷道,对LEACH协议进行改进。首先,本文对选择簇头的阈值函数进行调整,加入节点剩余能量、位置信息以及邻节点数量因素;其次,改进建簇算法,节点通过计算与簇头节点和汇聚节点之间的距离来判断加入簇头还是与汇聚节点直接通信;最后,改进簇间通信机制,簇头之间通过多跳方式进行数据传输,并根据能量和距离信息选择下一跳簇头节点,提高簇间数据传输的可靠性。仿真实验表明,改进后的LEACH协议可以有效降低煤矿巷道无线传感器网络能耗,延长网络生命周期。     

融合信任机制和蜜蜂交配优化算法的无线传感器网络能耗均衡分簇方法

针对无线传感器网络(WSN)中的能耗和安全问题,提出一种融合蜜蜂交配优化(HBMO)算法和轻量级信任机制的WSN分簇方法(LWT-HBM)。首先,将WSN分成若干个小区,通过HBMO算法选择各自最优的簇头;然后,构建分簇结构,根据簇头和基站的距离设置簇的大小。在簇头能量消耗殆尽前,会利用HBMO选择替代簇头,以此均衡网络能源。在选择簇头的同时,融入轻量级信任机制,根据直接信任和间接信任值来评估节点的可信任度,避免恶意节点被选择为簇头。同时给出了一种精确能耗模型用来计算系统的整体能耗。通过实验将此方法与LEACH和TBCMA方法进行比较,结果表明LWT-HBM方法具有更低的能耗,有效的延长了网络寿命。     

融合信任机制和HBMO算法的WSN能耗均衡分簇方法

针对无线传感器网络(WSN)中的能耗和安全问题,提出一种融合蜜蜂交配优化(HBMO)算法和轻量级信任机制的WSN分簇方法(LWT-HBM).首先,将WSN分成若干个小区,通过HBMO算法选择各自最优的簇头;然后,构建分簇结构,根据簇头和基站的距离设置簇的大小.在簇头能量消耗殆尽前,会利用HBMO选择替代簇头,以此均衡网络能源.在选择簇头的同时,融入轻量级信任机制,根据直接信任和间接信任值来评估节点的可信任度,避免恶意节点被选择为簇头.同时给出了一种精确能耗模型用来计算系统的整体能耗.通过实验将此方法与LEACH和TBCMA方法进行比较,结果表明LWT-HBM方法具有更低的能耗,有效的延长了网络寿命.     

无线传感器网络LEACH路由协议的簇头多跳算法

针对无线传感器网络LEACH路由协议簇头分布不均匀、网络拓扑和能量消耗不均衡的问题,提出基于DCHS簇头选择策略的无线传感器网络LEACH路由协议的簇头多跳算法LEACH-MUL。该算法在非簇头节点中选择一个节点作为通信簇头节点,其它簇头节点进行融合后的数据发送到该簇头节点并进行数据再次融合,最后通信簇头节点将数据融合后的结果数据发送到基站BS。LEACH-MUL算法能够有效地均衡节点能耗,提高能量利用率,延长网络寿命。     

无线传感器网络LEACH协议改进与仿真研究

针对无线传感器网络中传统皿qCH协议在分簇机制及数据通信方面的不足,在LEACH协议基础上提出一种改进协议．新协议在簇头的选取方面考虑到节点的剩余能量这一因素,同时对簇头选取阈值进行修正．在簇头,与基站通信中综合考虑距离和节点剩余能量等因素并采取单多跳并存的通信方式．实验结果表明,改进后的协议较原LEACH具有更好网络生命周期,突出表现在距离基站较远的无线传感器网络中．