无线传感器网络LEACH算法的改进与仿真
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２ ８卷 第 ４期
２ １ 年 ４月 ０１
计算 机应 用与软 件
Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔ ｒＡｐｐ ｉａ ｉｎ ｎ ｏ ｗａｅ ｌｃ ｔｏ ｓａ ｄ Ｓ ｆ ｒ ｔ
Ｖ０． ８ Ｎｏ ４ １２ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ １
无线 传 感 器 网络 Ｌ Ａ Ｈ 算 法 的 改进 与仿 真 Ｅ Ｃ
（） 【一 × ｒｏ（ Ｐ］ ｎ ＝』 Ｐ ［ｍｄ１ ） １ ／ …
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔａｃ ＬＥＡＣＨ ｓｏ ｅ ｏ ｈ ｓ ｉ ｏ ｔ ｎ ｎ ｅ ｅ ｅ ａ ｉｅ ｈｉｒ ｒ ｈｃ ｌｔｐｏｏ ｙ ｃ ｎ ｒｌｐｒ ｔｃ ｌ ｎ ｗｉｅｅ ｓ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｒ ．Ｉ ｉ ｎ ｆｔｅ ｍｏ ｔ ｍｐ ｒａ ｔａ ｄ ｒ ｐｒｓ ｎｔｔｖ ｅ ａ ｃ ｉａ ｏ ｌ ｇ ｏ ｔｏ ｏｏ ｏｓ ｉ ｒ ｌｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗｏｋｓ ｎ
ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ｃ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｄ ｏ ｉｉｎ ｉｃ ｍ ｓａ ｅ ｆ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ａ ｔｒ ｏ ｓｄ ｒ ｇ ｈｅ ｎｅｇ ｉ ｙ ｎ ｐ ｓｔｏ ｃｒ ｕ ｔｎｃ ｏ ｈ ｎ ｄ ｓ，ｈ ｎ ｅ ｈ ｎ ｄ ｗｉｈ ｅ ｃ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｈｉｈ ｒ ｒ ｄ ｍｉ ａ ｃ ｉ ｃ ｍｐ ｅ ｎｓｖ ｇ ｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｅ ｎ ｏ ｒ ｈｅ ｉｅ
ｓ ｏｔ ｍ ｎ ｅ ｃｉ ｌｓ ｒ ｅ ｄ ｔａ ｒｃ ｆ ｓｔｅｅｅ ｔ ｒｓｏｄ ｏ ｃ ｓ ｒｈ ａ ｙ ｉｔ ｄ ｃ ｇｅ ｅｇ ， ｅ ｓ ｙ ａ ｄ ｄｓ ｎ ｅ ａｊｓ ｈ ｒ ｏ ｉｇｉ ｓｌ ｔ ｇｃｕｔ — ａ ， ｔ ｅ ｔｉ ｈ ｌ ｅ ｔ ｅｈ ｌ ｆ ｌ ｔ ｅ ｄ ｂ ｎ ｏ ｕ ｉ ｎ ｒｙ ｄ ｎ ｉ ｎ ｉ ａ ｃ ｄｕ ｔ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｈ ｉｅ ｃ ｄｈ ｕｅ ｒ ｎ ｔ ｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒｓ
ＷｉｅｅｓＳ ｎ ｏ ｅｗｏｋ ＷＳ ｒｌｓ ｅ ｓｒＮ ｔ ｒｓ（ Ｎ） Ｈｉｒｒｈｃ ｌ ｏ ｏｏ ｙｃ ｎｒｌ Ｌ ＡＣＨ ｅａｃ ｉａ ｐ ｌｇ ｏ ｔｏ ｔ Ｅ
０ 引 言
低 功 耗 自适 应 分 簇 算 法 Ｌ Ａ Ｈ 】 Ｅ Ｃ ’ 是 １９ ９９年 由麻 省 理 工 大 学 （ Ｔ 电 子 工 程 与 计 算 机 科 学 学 院 的 Ｈ ｉｚｌ ｎＷ ． 等 ＭＩ） ｅ ｅ Ｒ ｎ ｍａ
（ ｏｌ ｅｆＩ ｏｍａｉ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｉａＡ ｒｕｔｒｌ ｎ ｅｓｙ，ｅｉ ００ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｎ ｒ ｔｎａ ｄＥｅ ｒ ａ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｈｎ ｇ ｃｌ ａ Ｕ ｉ ｒｔ Ｂ ｉｎ １０ ８ ， ｈｎ ） ｅ ｏ ｆ ｏ ｃｉ ｉ ｉ ｕ ｖ ｉ ｊｇ
万传飞 杜尚丰
（ 国农 业 大学 信 息 与 电 气 工 程 学 院 中 北 京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘
要
Ｌ Ａ Ｈ（ｏ ｎｒ ｄｐｉ ｌ ｔ ｉｇｈｅａ ｈ ） 无 线传 感 器 网络 层 次 型 拓 扑 控 制 中最 重 要 和 最 具 代 表 性 的算 法 之 一 。 Ｅ Ｃ １ ｅｅｇ ａａｔ ｅｃ ｓ ｒ ｉｒ ｃｙ 是 ｗ ｙ ｖ ｕｅｎ ｒ
关键 词 无 线传 感 器 网 络 层次 型 拓 扑 控 制 ＬＡ Ｈ Ｅ Ｃ
Ｉ ＰＲｏＶＥＭ ＥＮＴ Ｍ ＡＮＤ Ｉ ＵＬＡＴＩ ＳＭ ｏＮ ｏＦ ＬＥＡＣＨ Ｎ Ｉ Ｉ Ｗ ＲＥＬＥＳ Ｓ ＳＥＮＳ ｏＲ ＮＥＴＷ ｏＲＫＳ
Ｗ ａ ｕ ｎ Ｄｕ Ｓ ｎ ｆｎ ｎ Ｃｈ ａ ￣ｉ ｈａ ｇ ｅ ｇ
分析 了Ｌ Ａ Ｈ协议 的工作原理 ， 针对 其在 簇头选择上存在 的不足 ， 出改进 ： ＥＣ 并 提 考虑节点 的能量和位置状况 ， 通过 引入能量、 密度和
距 离调 节 参 数来 修 正 簇 头 当选 阈值 ， 而 选择 出综 合 性 能 更 为 优 越 的 节 点担 任 簇 首 。 仿 真 实 验 结 果 显 示 ， 从 改进 后 的 算 法 在 降低 能 耗 、 长 网络 生 存 时 间 以及 保 证 监 测 覆 盖度 等 方 面 比 Ｌ Ａ Ｈ 具 有 更 加 优 良的 性 能 。 延 ＥＣ
ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉ ｓ ｌｃｅ ｏ ｂ ｈ ｌ ｓｅ ｅ ｄ Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｒｓ ｌ ｅ ｎ ｔａｅ ｔ ａ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｇ ｒｔｍ ｕｐ ｒｏｍｓｔ ｅ Ｌ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓ ｅｅ ｔｄ ｔ ｅ ｔ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒｈ ａ ． ｉ ｌｔ ｅ ｕｔ ｄ ｍｏ ｓｒｔ ｈ ｔｔ ｍｐ ｏ ｅ ｌｏ ｈ ｏ ｔ ｅｆ ｒ ｈ ＥＡＣ ｒ ｔｃ ｌ ｎ ｆ ｏ ｓ ｈ ｉ Ｈ ｐ ｏｏ ｏ ｉ
ｐ ｒｏ ｍ ａ ｅ ｆｅ ｅ ｇ ｅ ｕｃｉｎ， ｅ ｗｏ ｋ ｌｆｔｍ ｅ ｐ ｏｏ ｇ ｔｏ ｎｄ ｍ ｏ ｔｒｎ ｏ ｅ ａ ｅ ａ ｓ ｒ ｎ ｅ， ｔ． ｅ ｒ ｎｃ ｓ ｏ ｎ ｒ ｙ ｒ ｄ ｔｏ ｎ ｔ ｒ ｉｅｉ ｒ ｌｎ ａ ｉｎ ａ ｎｉｏ ｇ ｃ ｖ ｒｇ ｓ ｕ ａ ｃ ｅｃ ｆ ｉ
ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｗｅ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｐ ｎ ｉ ｌ ｆＬ ＡＣ ｐ ｏｏ ｏ ｎ ｒ ｓ ｎ ｎ ｉ ｒｖ ｄ ａｇ ｒ ｈ ， ｉｈ ｔｋ ｓ ｉｔ ｃ ｏ ｎ ｈ ｒ ｔｃ ｌ Ｓ ｈｓ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｈ ｐ ｒ ｔ ｒ ｃｐ ｅ ｏ Ｅ Ｈ ｒ ｔｃ ｌａ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｌｏ ｉ ｍ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｎ ｏ ａ ｃ ｕ ｔｔｅ ｐ ｏｏ ｏ ’ ｎ ｉ ａ ｔ
２ １ 年 ４月 ０１
计算 机应 用与软 件
Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔ ｒＡｐｐ ｉａ ｉｎ ｎ ｏ ｗａｅ ｌｃ ｔｏ ｓａ ｄ Ｓ ｆ ｒ ｔ
Ｖ０． ８ Ｎｏ ４ １２ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ １
无线 传 感 器 网络 Ｌ Ａ Ｈ 算 法 的 改进 与仿 真 Ｅ Ｃ
（） 【一 × ｒｏ（ Ｐ］ ｎ ＝』 Ｐ ［ｍｄ１ ） １ ／ …
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔａｃ ＬＥＡＣＨ ｓｏ ｅ ｏ ｈ ｓ ｉ ｏ ｔ ｎ ｎ ｅ ｅ ｅ ａ ｉｅ ｈｉｒ ｒ ｈｃ ｌｔｐｏｏ ｙ ｃ ｎ ｒｌｐｒ ｔｃ ｌ ｎ ｗｉｅｅ ｓ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｒ ．Ｉ ｉ ｎ ｆｔｅ ｍｏ ｔ ｍｐ ｒａ ｔａ ｄ ｒ ｐｒｓ ｎｔｔｖ ｅ ａ ｃ ｉａ ｏ ｌ ｇ ｏ ｔｏ ｏｏ ｏｓ ｉ ｒ ｌｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗｏｋｓ ｎ
ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ｃ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｄ ｏ ｉｉｎ ｉｃ ｍ ｓａ ｅ ｆ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ａ ｔｒ ｏ ｓｄ ｒ ｇ ｈｅ ｎｅｇ ｉ ｙ ｎ ｐ ｓｔｏ ｃｒ ｕ ｔｎｃ ｏ ｈ ｎ ｄ ｓ，ｈ ｎ ｅ ｈ ｎ ｄ ｗｉｈ ｅ ｃ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｈｉｈ ｒ ｒ ｄ ｍｉ ａ ｃ ｉ ｃ ｍｐ ｅ ｎｓｖ ｇ ｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｅ ｎ ｏ ｒ ｈｅ ｉｅ
ｓ ｏｔ ｍ ｎ ｅ ｃｉ ｌｓ ｒ ｅ ｄ ｔａ ｒｃ ｆ ｓｔｅｅｅ ｔ ｒｓｏｄ ｏ ｃ ｓ ｒｈ ａ ｙ ｉｔ ｄ ｃ ｇｅ ｅｇ ， ｅ ｓ ｙ ａ ｄ ｄｓ ｎ ｅ ａｊｓ ｈ ｒ ｏ ｉｇｉ ｓｌ ｔ ｇｃｕｔ — ａ ， ｔ ｅ ｔｉ ｈ ｌ ｅ ｔ ｅｈ ｌ ｆ ｌ ｔ ｅ ｄ ｂ ｎ ｏ ｕ ｉ ｎ ｒｙ ｄ ｎ ｉ ｎ ｉ ａ ｃ ｄｕ ｔ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｈ ｉｅ ｃ ｄｈ ｕｅ ｒ ｎ ｔ ｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒｓ
ＷｉｅｅｓＳ ｎ ｏ ｅｗｏｋ ＷＳ ｒｌｓ ｅ ｓｒＮ ｔ ｒｓ（ Ｎ） Ｈｉｒｒｈｃ ｌ ｏ ｏｏ ｙｃ ｎｒｌ Ｌ ＡＣＨ ｅａｃ ｉａ ｐ ｌｇ ｏ ｔｏ ｔ Ｅ
０ 引 言
低 功 耗 自适 应 分 簇 算 法 Ｌ Ａ Ｈ 】 Ｅ Ｃ ’ 是 １９ ９９年 由麻 省 理 工 大 学 （ Ｔ 电 子 工 程 与 计 算 机 科 学 学 院 的 Ｈ ｉｚｌ ｎＷ ． 等 ＭＩ） ｅ ｅ Ｒ ｎ ｍａ
（ ｏｌ ｅｆＩ ｏｍａｉ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｉａＡ ｒｕｔｒｌ ｎ ｅｓｙ，ｅｉ ００ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｎ ｒ ｔｎａ ｄＥｅ ｒ ａ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｈｎ ｇ ｃｌ ａ Ｕ ｉ ｒｔ Ｂ ｉｎ １０ ８ ， ｈｎ ） ｅ ｏ ｆ ｏ ｃｉ ｉ ｉ ｕ ｖ ｉ ｊｇ
万传飞 杜尚丰
（ 国农 业 大学 信 息 与 电 气 工 程 学 院 中 北 京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘
要
Ｌ Ａ Ｈ（ｏ ｎｒ ｄｐｉ ｌ ｔ ｉｇｈｅａ ｈ ） 无 线传 感 器 网络 层 次 型 拓 扑 控 制 中最 重 要 和 最 具 代 表 性 的算 法 之 一 。 Ｅ Ｃ １ ｅｅｇ ａａｔ ｅｃ ｓ ｒ ｉｒ ｃｙ 是 ｗ ｙ ｖ ｕｅｎ ｒ
关键 词 无 线传 感 器 网 络 层次 型 拓 扑 控 制 ＬＡ Ｈ Ｅ Ｃ
Ｉ ＰＲｏＶＥＭ ＥＮＴ Ｍ ＡＮＤ Ｉ ＵＬＡＴＩ ＳＭ ｏＮ ｏＦ ＬＥＡＣＨ Ｎ Ｉ Ｉ Ｗ ＲＥＬＥＳ Ｓ ＳＥＮＳ ｏＲ ＮＥＴＷ ｏＲＫＳ
Ｗ ａ ｕ ｎ Ｄｕ Ｓ ｎ ｆｎ ｎ Ｃｈ ａ ￣ｉ ｈａ ｇ ｅ ｇ
分析 了Ｌ Ａ Ｈ协议 的工作原理 ， 针对 其在 簇头选择上存在 的不足 ， 出改进 ： ＥＣ 并 提 考虑节点 的能量和位置状况 ， 通过 引入能量、 密度和
距 离调 节 参 数来 修 正 簇 头 当选 阈值 ， 而 选择 出综 合 性 能 更 为 优 越 的 节 点担 任 簇 首 。 仿 真 实 验 结 果 显 示 ， 从 改进 后 的 算 法 在 降低 能 耗 、 长 网络 生 存 时 间 以及 保 证 监 测 覆 盖度 等 方 面 比 Ｌ Ａ Ｈ 具 有 更 加 优 良的 性 能 。 延 ＥＣ
ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉ ｓ ｌｃｅ ｏ ｂ ｈ ｌ ｓｅ ｅ ｄ Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｒｓ ｌ ｅ ｎ ｔａｅ ｔ ａ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｇ ｒｔｍ ｕｐ ｒｏｍｓｔ ｅ Ｌ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓ ｅｅ ｔｄ ｔ ｅ ｔ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒｈ ａ ． ｉ ｌｔ ｅ ｕｔ ｄ ｍｏ ｓｒｔ ｈ ｔｔ ｍｐ ｏ ｅ ｌｏ ｈ ｏ ｔ ｅｆ ｒ ｈ ＥＡＣ ｒ ｔｃ ｌ ｎ ｆ ｏ ｓ ｈ ｉ Ｈ ｐ ｏｏ ｏ ｉ
ｐ ｒｏ ｍ ａ ｅ ｆｅ ｅ ｇ ｅ ｕｃｉｎ， ｅ ｗｏ ｋ ｌｆｔｍ ｅ ｐ ｏｏ ｇ ｔｏ ｎｄ ｍ ｏ ｔｒｎ ｏ ｅ ａ ｅ ａ ｓ ｒ ｎ ｅ， ｔ． ｅ ｒ ｎｃ ｓ ｏ ｎ ｒ ｙ ｒ ｄ ｔｏ ｎ ｔ ｒ ｉｅｉ ｒ ｌｎ ａ ｉｎ ａ ｎｉｏ ｇ ｃ ｖ ｒｇ ｓ ｕ ａ ｃ ｅｃ ｆ ｉ
ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｗｅ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｐ ｎ ｉ ｌ ｆＬ ＡＣ ｐ ｏｏ ｏ ｎ ｒ ｓ ｎ ｎ ｉ ｒｖ ｄ ａｇ ｒ ｈ ， ｉｈ ｔｋ ｓ ｉｔ ｃ ｏ ｎ ｈ ｒ ｔｃ ｌ Ｓ ｈｓ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｈ ｐ ｒ ｔ ｒ ｃｐ ｅ ｏ Ｅ Ｈ ｒ ｔｃ ｌａ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｌｏ ｉ ｍ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｎ ｏ ａ ｃ ｕ ｔｔｅ ｐ ｏｏ ｏ ’ ｎ ｉ ａ ｔ