改进LEACH与PEGASIS的无线传感器网络路由策略研究

"基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究* (2010年)"，这篇论文探讨了如何通过结合LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）和PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）两种算法来优化无线传感器网络（WSNs）的路由策略，以减少能耗并延长网络寿命。 LEACH算法是一种经典的簇结构路由协议，其主要思想是将网络中的节点随机分成多个簇，每个簇有一个簇头，负责收集簇内节点的数据并将其转发到基站（sink）。然而，LEACH的一个主要问题是簇头的高能耗导致网络寿命缩短，因为簇头需要处理更多的通信任务。 论文中提出的改进算法是将LEACH的簇头机制与PEGASIS的链式通信方式相结合。在LEACH的基础上，算法固定簇头数量为5个，这样可以降低簇头频繁选举带来的能量消耗。同时，这些簇头形成一个链状结构，数据沿着这个链进行传递，减少了不必要的传输距离，从而节约能量。此外，引入了一个能量阈值，只有当节点的剩余能量高于这个阈值时，才能被选为簇头，这有助于确保网络的健壮性，防止能量低的节点过早耗尽。 PEGASIS是一种线性链结构的协议，所有节点依次将数据传给下一个节点，最后由一个节点将数据传给基站。虽然PEGASIS在节能方面表现出色，但其延迟较高。论文指出，改进后的算法相比于PEGASIS，虽然时延增加了290%，但在网络生命周期和能量均衡方面有显著提升。仿真结果显示，与LEACH相比，改进算法能将网络生命周期提高117%至351%，并且网络节点的能耗分布更为均匀。 这篇论文提出的路由协议旨在解决WSNs中的关键问题——能量效率和网络寿命。通过融合LEACH和PEGASIS的特点，设计了一种新的簇头成链的可靠路由策略，提高了网络的生存时间和能效，同时也对网络的延迟性能进行了权衡。这一工作对于无线传感器网络的优化设计具有重要的参考价值。