基于天牛须搜索的无线传感网分簇路由协议

发布时间：2021-03-28 00:08

　　针对无线传感器网络中的能耗不均衡问题,提出一种基于天牛须搜索算法的负载均衡分簇路由协议算法（LEACH-BAS）。该算法引入候选簇首选举机制,使用天牛须搜索算法对簇首分布进行搜索优化,形成合理分簇。此外,在簇间路由通信时,考虑剩余能量因子和传输能耗因子来选择中继节点。仿真结果表明,LEACH-BAS算法的网络生命周期相比LEACH、EAMMH、LEACH-GA和LEACH-PSO算法分别延长了39%、22%、15%和8%。LEACH-BAS算法应用在WSN监测场景,能有效解决WSN中能量不足的问题,优化簇首节点分布,降低节点能耗,有效地延长网络生命周期。 

【文章来源】：信息技术. 2019,(10)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

算法迭代收敛对比

全局最优解附近，并且迭代次数也接近，但LEACH-BAS算法每轮迭代时间较少，仿真实验中，LEACH-BAS算法每轮迭代耗时相比LEACH-PSO算法减少40%，这是由于BAS算法的运算量较小，因此，从整体的网络生命周期、收敛性能和运行速度上分析，LEACH-BAS算法效果最佳，在小型WSN分簇路由的应用场景中更具优势。图3是5种算法节点平均剩余能量的比较，图3中，LEACH-BAS算法在每轮节点剩余的平均能量都高于其他4种算法，并且曲线的坡度也是最小，在约720轮时，节点平均剩余能量差值达到最大，LEACH-BAS算法中节点平均剩余能量约为0．17J，EAMMH算法中节点平均剩余能量约0．09J，LEACH算法中节点平均剩余能量约为0．05J，这说明了LEACH-BAS算法能量效率较高，在能耗均衡方面的性能较好。图3节点平均剩余能量比较4结束语本文在LEACH和EAMMH协议的基础上提出了一种新型能量高效分簇路由算法，该算法主要包括三部分:一是引入了考虑节点剩余能量等多种因素的候选簇首选取机制;二是首次结合天牛须搜索优化算法构造目标函数以选取最佳簇首;三是在簇间路由通信中综合考虑节点剩余能量和传输能耗来选择中继节点。理论和仿真结果表明，所提算法有较好的稳定性，能量效率高，能够有效均衡节点能耗，显著延长网络生命周期。虽然LEACH-BAS算法在仿真实验中具有较好的性能，但在实际应用场景中，传感器节点可能随时移动，监测数据优先级也会不同。为了使算法适用于实际场景，下一步的工作是根据不同的应用场景对算法做出改进，使算法具有一定的应用价值。参考文献:［1］顾勤冬，刘士兴，黄锋．无线传感器网络的路由协议分析［J

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BAS-BP模型的风暴潮灾害损失预测[J]. 王甜甜,刘强.  海洋环境科学. 2018(03)
[2]基于新型聚类的无线传感器网络非均匀分层路由协议[J]. 陶志勇,王和章.  计算机科学. 2018(03)
[3]基于簇头间距均匀部署的LEACH协议改进算法[J]. 张甫庆,熊勇,单联海.  信息技术. 2016(02)
[4]基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇路由协议[J]. 孙彦清,彭舰,刘唐,陈晓海.  通信学报. 2014(01)
[5]无线传感器网络传输调度方法综述[J]. 张晓玲,梁炜,于海斌,封锡盛.  通信学报. 2012(05)
[6]无线传感器网络的路由协议分析[J]. 顾勤冬,刘士兴,黄锋.  信息技术. 2008(02)



本文编号：3104493