基于LEACH的无线传感器网络路由协议改进算法

doi:10.3969/j.issn.1000-0801.2013.04.014

摘要/Abstract

摘要：

延长传感器网络寿命，减少能量消耗，是无线传感器网络的研究重点，本文在研究层次结构及有效能量的路由协议代表LEACH（low energy adaptive clustering hierarch，低功耗自适应集簇分层型）协议的基础上，提出一种高效聚类路由算法（LEACH-Ⅱ）。该算法在簇头选举中综合考虑了节点剩余能量、平均能量和最大能量，并限制了各簇的成员数量，同时簇头之间形成第一簇头，利用多跳方式平衡网络的负载。仿真结果表明，改进的算法降低了能量的消耗，延长了网络的生存周期，保证了系统的负载均衡。

关键词: 无线传感器网络, LEACH协议, LEACH-Ⅱ协议, 生存周期

Abstract:

One of the most popular research focuses of wireless sensor network is postponing the life cycle of sensor network as well as reducing energy consumption.An efficient clustering routing algorithm based on LEACH（low energy adaptive clustering hierarch）was presented，which is the representative of hierarchy based protocol in wireless sensor network.The residual energy，average energy and maximum energy are considered in this algorithm while electing the cluster header.It can also limit the number of members of each cluster.At the same time，it can produce the first cluster header among the cluster heads which will use the multi-hop mode to balance the load of network.The simulation results show that this improved algorithm can reduce the energy consumption，extend the network life cycle and ensure the load balance of the system.

Key words: wireless sensor network, LEACH protocol, LEACH-Ⅱ protocol, life cycle

翁锦深,秦华标,张宗国. 基于LEACH的无线传感器网络路由协议改进算法[J]. 电信科学, 2013, 29(4): 68-73.

Jinshen Weng,Huabiao Qin,Zongguo Zhang. An Improved Algorithm of Wireless Sensor Networks Routing Protocol Based on LEACH[J]. Telecommunications Science, 2013, 29(4): 68-73.

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参考文献 10

1	Nikolidakis S ， Vergados D . Energy-efficient routing protocols in wireless sensor networks：a survey. IEEE Communications Survey＆ Tutorials， 2012（3）
2	Meenakshi S ， Kalpana S . An energy efficient extended LEACH. International Conference on Communication Systems and Network Technologies， Rajkot，India， 2012
3	张小波，程良伦 . SAHRC：一种基于分簇的无线传感器网络路由控制算法. 电子与信息学报， 2011，33（8）
4	吕涛，朱清新，张路桥 . 一种基于LEACH协议的改进算法. 电子学报， 2011，39（6）
5	尚凤军，任东海 . 无线传感器网络中分布式多跳路由协议算法研究. 传感器技术学报， 2012，25（4）
6	蔡志伟，江汀，李银勇等. 基于CPK 和能量的安全路由算法. 电信科学， 2011（10）
7	Wang J ， Yu H ， Shang Z . Research on reliable link layer communication in wireless sensor networks. Proceedings of the International Conference on Communication，Circuits and Systems， HongKong， 2005
8	Yektaparast A ， Nabavi F H ， Sarmast A . An improvement on LEACH protocol（Cell-LEACH）. International Conference on 14th Advance Communication Technology， PyeongChang，Korea， 2012
9	Heinzelman W ， Chandrakasan A ， Balakrishnan H . Anapplication-specific protocol architecture for wireless microsensor networks. IEEE Transactions on Wireless Communication， 2002，1（4）：60～70
10	孙利民，李建中，陈渝等. 无线传感器网络. 北京：清华大学出版社， 2005

[1]	丁铖, 陈锦荣, 曹小冬, 王翊. 基于服务质量的层次化结构资源分配算法[J]. 电信科学, 2022, 38(1): 102-111.
[2]	李勇燕,吴坚平. 基于IPSO-MC融合算法的无线传感器节点定位[J]. 电信科学, 2020, 36(3): 11-18.
[3]	张红,沈士根,吴小军,曹奇英. 基于元胞自动机和静态贝叶斯博弈的WSN恶意程序传染模型[J]. 电信科学, 2019, 35(6): 60-69.
[4]	陈瑞凤,倪明,徐春婕,胡昊. 面向铁路环境监测的无线传感器网络通信性能分析[J]. 电信科学, 2019, 35(5): 70-77.
[5]	周颖,杨丽花,杨龙祥,倪梦. 基于卡尔曼预测与压缩感知的WSN中高能效数据收集方法[J]. 电信科学, 2019, 35(1): 74-80.
[6]	曹世华,胡克用,王李冬,王琦晖. 基于分布式色调识别的无线传感器网络k连通性路径检测[J]. 电信科学, 2018, 34(2): 65-73.
[7]	周海平,沈士根,黄龙军,冯晟. 基于博弈论的无线传感器网络恶意程序传播模型[J]. 电信科学, 2018, 34(11): 67-76.
[8]	孟得月,裴二荣,黄佑林. 异质节点分离CRSN中MAC协议设计与性能分析[J]. 电信科学, 2017, 33(8): 107-119.
[9]	刘建华,李明禄,李大志,李鲁群. 工业无线传感云中面向移动机器人的自适应信任演化机制[J]. 电信科学, 2017, 33(6): 86-96.
[10]	戴国勇,施伟元,应可珍,陈庆章,毛科技. 基于移动节点二次部署的WSN栅栏新型强化方法[J]. 电信科学, 2017, 33(6): 97-104.
[11]	王骐,肖正安,王怀兴. 无线传感器网络中基于“k-覆盖问题”的多项式时间算法[J]. 电信科学, 2017, 33(12): 91-98.
[12]	孟凯露,岳克强,尚俊娜. 基于元胞蝙蝠算法的无线传感器网络节点定位研究[J]. 电信科学, 2017, 33(11): 56-65.
[13]	刘开南,韩旭. 基于人工蜂群寻优算法的WSN中继节点布局方案[J]. 电信科学, 2016, 32(9): 61-67.
[14]	邹永艳,张衍志. WSN中视觉辅助方案结合TI CC2431 ZPS平台的跟踪定位方法[J]. 电信科学, 2016, 32(9): 68-74.
[15]	张衍志,叶小琴. WSN中基于周期性超宽带距离信息的女巫攻击检测[J]. 电信科学, 2016, 32(8): 110-117.