基于LEACH和PEGASIS的无线传感器网络节能路由协议优化
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更新于2024-09-09
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无线传感器网络(WSN)的研究重点在于如何均衡节点能耗,提升能源效率,从而延长整个网络的生命周期。在本研究中,作者们针对LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议和PEGASIS(Partially Elastic Gossip Adaptive Spontaneous SenSor InTeRnet)协议的特点,结合实际环境中节点分布存在的空闲区域,提出了一种改进的节能和高效路由协议。
LEACH是一种分布式WSN中常用的能量自适应分簇架构,它通过随机选择簇头节点来分担通信任务,每个节点根据其剩余能量周期性地轮换角色,以实现负载均衡和能源的有效利用。然而,传统LEACH可能在某些情况下导致部分节点过早耗尽能量,影响网络寿命。
为了克服这些问题,研究者引入了新的设计。他们首先在构建簇的过程中计算一个扩散系数,这考虑了节点的分布情况和通信需求,以便在保持网络连通性的前提下,减少不必要的通信活动。通过设定阈值,簇头间的通信模式由单跳或多跳传输决定,这可以根据网络条件动态调整,进一步节省能源。
在稳定状态下,簇头节点负责将数据直接发送到汇聚点(gateway),采用的是单跳或多跳传输策略,根据网络性能和节点状态动态优化路径。这种方法旨在避免过度依赖某些节点,确保整个网络的能源使用更加均匀,从而显著延长网络的生命周期。
此外,该改进协议还可能考虑环境因素,如节点的感知范围、通信距离和信号强度,以进一步优化路由决策。通过仿真验证,这种基于LEACH和PEGASIS的混合策略在实际应用中显示出更好的性能,提高了网络的能源效率和整体稳定性。
总结来说,这篇论文主要贡献是提出了一种结合LEACH和PEGASIS特性的新型WSN路由协议,通过智能的节点分簇策略和动态路由决策,有效地平衡了节点的能源消耗,从而提升了无线传感器网络的生命周期和整体性能。
2019-09-07 上传
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