無線傳感器收集中的LEACH算法剖析與設計

作者: admin

  摘要:在剖析了經典的LEACH分簇路由算法,和基于LEACH算法基礎上的幾種經典的改良算法后,針對小范圍無線測距收集的特色,在傳輸數據量較少、簇首節點無需停止少量數據融合的狀況下,對LEACH算法停止改良,添加了節點與基站直接通信的個數,增加了多跳累加誤差對測距的影響。應用MATLAB軟件停止仿真,實際與試驗仿真標明,本文提出的改良算法可以延長全部收集的生活時間,增加了一些不用要的能量糜費。

  關鍵詞:無線傳感器收集;分簇路由算法;LEACH;功用剖析

  引言

  無線傳感器收集是以后收集技巧界備受存眷的前沿熱門研究范圍,觸及多學科,高度交叉,常識高度集成。無線傳感器收集集成了傳感器技巧、計算機技巧和通信技巧,在軍事、情況、安康、家庭、貿易等很多方面有著宏大年夜的潛伏應用遠景。無線傳感器收集由少量密集散布的傳感器節點經過自組織的方法構成收集,節點經過收集協定快速構成自立構建、自立組織和自立辦理的通信收集。這類經過數千個宏大年夜的節點之間相互通信,經過接力的方法完成大年夜范圍監控的形式極大年夜地提高了任務效力。然則節點大年夜都需求在無人看管、不更換電池或許不能夠更換電池的條件下長時間地任務,因此高效、低功耗路由算法在無線傳感器收集中就顯得十分主要。

  1 基于LEACH的經典分簇算法剖析

  1.1 LEACH路由算法剖析

  為了提高全部收集的的生活時間,將功耗平衡的分派到收集中的每個節點,麻省理工學院的Wendi Rabiner Heinzelman等人提出了一種低功耗的自適應路由協定——LEACH協定(Low-Energy Adaptive ClusteriingHierarchy)。在LEACH協定中,每個傳感節點都無時機充當簇頭節點,簇頭節點的選擇主要依據收集中所需求的簇頭節點個數與到今朝為止每個節點曾經充當簇頭節點的次數來判定的。收集中每個節點在0~1之間隨機選擇一個數,假設選擇的數小于規矩閥值T(n),則該節點就充當簇首節點。T(n)的計算以下:

  a.JPG

  式(1)中,p表現在無線收集中簇頭節點所占的百分比,r為以后輪回次數,G是在前1/p輪中未充當過簇頭節點的集合。LEACH算法經過設置T(n)值,以保證每個節點在1/p輪內都無時機充當一次簇頭節點,從而平衡了節點的能量消耗。簇頭節點肯定以后,簇頭節點經過廣播告訴全部收集自己曾經成為簇頭節點,簇頭節點在廣播過程當中采取CSMA MAC協定來防止抵觸。這時候,收集中的非簇頭節點可以依據回收到的旌旗燈號強度來決定自己要附屬于哪個簇,選擇旌旗燈號強度最強的源節點作為自己的簇頭節點,并告訴相干的簇頭節點,自己則成為簇內組員。


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