负载平衡的LEACH路由算法的研究

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传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术孕育了无线传感器网络。它是一种新型的无基础设施的无线网络,能够协作地实时监测、感知采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理从而实施管理控制。无线传感器网络可以被广泛的应用于军事,商业,医疗救护,环境监测等多方面,具有十分广阔的应用前景。   本文首先介绍了无线传感器网络的最新的研究现状,详细的分析了无线传感器网络的体系结构、特征、与传统网络的联系和区别。由于无线传感器网络通常由大量密集的传感器节点构成,节点的能源、计算能力和带宽都非常有限,传统的无线路由协议不适合无线传感器网络。从而设计能够有效节约能源,延长网络生命周期的路由协议成为了无线传感器网络研究的一个重点。因此,本文接着的重点阐述了无线传感网络的路由算法,并且详细的分析了典型的具有代表的路由协议。   本文在分析了现有的无线传感器网络路由协议的基础上,着重研究了LEACH协议。聚类算法是无线传感器网络中减少能量消耗的一种很重要的方法,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间。低功耗自适应路由协议(LEACH)是无线传感器网络中被广泛应用的聚类的路由协议,但它存在负载不均衡的缺陷,主要表现在簇头与基站直接通信而较快的消耗了簇头节点的能量,若采用传统的多跳形式,又会出现“热点”问题。因此,在原有协议的基础上提出了一种改进的通信协议:跨层多跳的LEACH路由协议(CM-LEACH),通过跨层多跳的方式减少了节点能量的消耗,且又一定程度上避免了“热点”的形成。   经过NS2仿真测试,改进后的路由算法使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期,具有较好的能量优化特性,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿命。
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