能量均衡雙簇頭優(yōu)化分簇算法的研究.pdf

1、分簇是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦械囊环N重要技術(shù)，通過有效分簇既可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的提升和資源的有效管理，又可起到均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間能耗的作用，從而延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡化問題，本文在研究LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)上，對在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中如何優(yōu)化雙簇頭選擇機(jī)制進(jìn)行了研究。
　　首先，針對主簇頭的選舉機(jī)制，采用簇?cái)?shù)目優(yōu)化的方法，對主簇頭的數(shù)目進(jìn)行預(yù)設(shè)置，保證其個(gè)數(shù)最優(yōu);同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)平均能量對參選主簇頭的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行制約，消除能

2、量不足的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選簇頭的可能;另外，利用剩余能量因子進(jìn)一步強(qiáng)化主簇頭選舉機(jī)制，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)都有擔(dān)任簇頭的機(jī)會，從而均衡網(wǎng)絡(luò)能量分布。
　　其次，對于副簇頭的選擇機(jī)制，采用適應(yīng)值函數(shù)法，該方法由節(jié)點(diǎn)剩余能量、節(jié)點(diǎn)到對應(yīng)簇頭的距離和節(jié)點(diǎn)到基站間的距離三者共同決定，使當(dāng)選的副簇頭從能量和位置信息等方面更加適合擔(dān)任數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。簇內(nèi)通過節(jié)點(diǎn)間競爭，比較得出適應(yīng)值函數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)，將此節(jié)點(diǎn)做為副簇頭。
　　此外，通過在傳感網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置獨(dú)

3、立節(jié)點(diǎn)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中不必要的能耗，達(dá)到進(jìn)一步降低能耗的目的。
　　最后在MATLAB平臺上對所提出的基于能量均衡雙簇頭優(yōu)化分簇算法(BEBDC)、LEACH協(xié)議以及非均勻分布的雙簇頭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法(BUDC)進(jìn)行了仿真，通過設(shè)置不同的節(jié)點(diǎn)分布密度、基站位置以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測范圍，對比分析了三種方法的性能，結(jié)果表明本文所提出的算法在較小監(jiān)測范圍內(nèi)，能夠有效均衡網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期，同時(shí)還保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>