基于SMA的LEACH协议的研究与优化

发布时间：2020-04-18 19:38

【摘要】：无线传感网络被誉为改变未来的技术,无线传感网络采用若干价格低廉,性能较低的节点自组织形成一个无线网络,通过节点之间的协同,实现单一节点无法达到的效果。无线传感网络在最近几十年发展迅速,但是由于电池技术发展缓慢,能量问题一直制约着无线传感网络的发展。针对这个问题,学者们提出了很多极富创意的解决方法,涵盖算法,协议,底层硬件节点。而作为协议之中的经典代表,LEACH在无线传感网络协议中始终占据着一席之地。LEACH采用节点分层的设计思路,将节点分成普通节点和簇头节点,同时采用轮询选择的方法,让所有节点参与到簇头选择中来。将所有节点的能量水平维持在相对均衡的状态,由此让所有节点获得相对均衡的寿命。LEACH协议设计简单,但是思想精妙,因而得到业内的广泛关注。同时由于LEACH仅仅是一种里路上的模型,因此距离实际应用仍然有一定的差距。本文作者通过阅读国内外的文献,并将现有的若干LEACH的改进协议进行综合分析,根据现有协议的不足,进行有目标地改进。作者综合运用SMA算法,以LEACH的簇头的轮询选择机制作为切入点,优化现有的簇头选择方法,从节点剩余能量和节点所处的位置角度,进行全方位的综合考量,最终选择最适合的节点作为簇头,延长网络的整体寿命。另外,在整个网络的能量水平降低时,网络可以根据现有的簇的结构,进一步分解,从而缩短通信距离,降低能量的消耗。本文选取了原生的LEACH协议和改进的LEACH-C协议,与SLEACH进行了性能方面的对比,并采用NS-3仿真环境进行了模拟仿真。从节点的生命周期剩余能量分布等方面进行考量,实验证明,SLEACH的改进效果较为明显。
【图文】：

图１．１无线传感网络逡逑说起无线传感网络的发展史，令人惊奇的是，这个如今在生产生活中广的技术早年竟诞生于战场之上。说来有趣，战争这种充满破坏性的事物在摧

图２．邋１邋ＷＳＮ的拓扑示意图逡逑要想了解和优化无线传感网络，必须要对无线传感网络有个全面系统的了解。逡逑无线传感网络与普通无线网络的最显著的区别在于．？无线传感网络的通信有很典的方向性［７］。无线传感网络的结构简单，其业务逻辑和流量也大多发生在普通传器节点和汇聚节点之间，按照方向可细分为上行（如数据从传感器节点到汇聚节点）和下行（如查询指令从汇聚节点到传感节点）两种。而剩余的部分发生在节点之间无线传感网络中的单个节点的能量水平较低，而且随时有能量耗尽的可能性，因无线传感网络具有很大的不稳定性。无线传感网络，从其名称上可以看出是一种重于监控功能的网络，主要的功能就是对特定区域进行监控，，并及时将区域内的件进行上传。逡逑针对上文对无线传感网络的研究，我们可以大致得出无线传感网络的如下几特点：逡逑
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN929.5

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本文编号：2632459