無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH協(xié)議的探討及改進(jìn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)作為未來(lái)新興技術(shù)之一，它的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，將對(duì)人們的社會(huì)生活和產(chǎn)業(yè)變革帶來(lái)極大的影響和產(chǎn)生巨大的推動(dòng)。它相對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)、Adhoc網(wǎng)絡(luò)等常見(jiàn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有很多新的特點(diǎn)，有很多的研究熱點(diǎn)。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由能量有限的節(jié)點(diǎn)組成。其應(yīng)用無(wú)線通信來(lái)從特定區(qū)域采集，處理有用的數(shù)據(jù)，因此以能量有效的方式來(lái)采集，處理數(shù)據(jù)來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的最大化生存時(shí)間是WSN的一個(gè)研究重點(diǎn)，即能量問(wèn)題。本文將能量問(wèn)題

2、與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的另一研究熱點(diǎn)通信協(xié)議結(jié)合，研究能量有效的通信協(xié)議，主要探討了低能量自適應(yīng)聚類(LEACH)協(xié)議及可行的改進(jìn)。 近年來(lái)，提出了很多針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信協(xié)議，其中之一就是LEACH協(xié)議，LEACH協(xié)議是一種自組織的、自適應(yīng)的、能量有效的、聚類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。考慮無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特性，有效的延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。 但LEACH協(xié)議的隨機(jī)類首選擇機(jī)制并不能做到最優(yōu)，無(wú)法保證類首處于恰當(dāng)?shù)奈恢?，并未能考慮類

3、首的剩余能量水平，可能導(dǎo)致類首過(guò)早耗盡能量，減少網(wǎng)絡(luò)整體生存時(shí)間。另一方面在聚類建立過(guò)程中，由于無(wú)線信道特性，可能出現(xiàn)消息丟失，從而導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)不可得并加大能量消耗。并且LEACH協(xié)議僅限于于單跳通信，所以有必要擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，這也有利于降低能量消耗。為此，本文在下面幾方面對(duì)LEACH協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)： 1)在選擇類首時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)的位置及剩余能量水平及聚類之間的負(fù)載平衡，仿真證明這項(xiàng)改進(jìn)能夠明顯的提高網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。第一個(gè)電量

4、耗盡節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間(FND)，最后一個(gè)存活節(jié)點(diǎn)電量耗盡時(shí)間(LND)都有較大提高。 2)在聚類的建立過(guò)程中，將一些新的機(jī)制加入CSMA/CD中，來(lái)避免消息的沖突及節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的丟失，而不是使用較復(fù)雜的MAC協(xié)議。 3)在類首之間采取多跳通信，有效地減低了類首的能量消耗，并均衡了類首的能量且避免了遠(yuǎn)離sink點(diǎn)的類首的能量過(guò)早耗盡。與LEACH協(xié)議相比，我們的改進(jìn)在能量有效性和網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間上都有所提高。 綜上所述，我們對(duì)