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基于LEACH协议的能量优化方法
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作者 李波 郝丽君 +1 位作者 陈嵩杰 唐孟麒 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第3期656-662,共7页
针对低功耗自适应聚类协议产生的整体能耗不均及网络生命周期短的问题,提出一种改进的能量优化方法。结合能量模型、节点发送及融合数据的综合能耗计算簇头比例;利用节点剩余能量与节点基站间的距离,优化成簇阶段中簇头选取阈值公式。... 针对低功耗自适应聚类协议产生的整体能耗不均及网络生命周期短的问题,提出一种改进的能量优化方法。结合能量模型、节点发送及融合数据的综合能耗计算簇头比例;利用节点剩余能量与节点基站间的距离,优化成簇阶段中簇头选取阈值公式。在普通节点入簇阶段,引入簇规模密度,避免簇规模差距过大,采用就近原则与簇密度规模更新簇头。在数据传输阶段,引入“热区”边界对簇头分类,不同类簇头采用不同的数据传输方式。仿真结果表明,所提方法能均衡网络能耗且延长网络生命周期。 展开更多
关键词 能量优化 低功耗自适应聚类协议 分簇 生命周期 热区 数据传输 阈值
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无线传感器网络簇头半径自适应调节路由算法 被引量:23
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作者 石为人 柏荡 +1 位作者 高鹏 石欣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1779-1785,共7页
针对LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)算法以随机概率轮选簇头,存在簇头分布不均匀、簇头数量波动大以及簇头选取时未考虑节点剩余能量等问题,提出簇头半径自适应层次型路由算法(cluster-head range adaptive adjustmen... 针对LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)算法以随机概率轮选簇头,存在簇头分布不均匀、簇头数量波动大以及簇头选取时未考虑节点剩余能量等问题,提出簇头半径自适应层次型路由算法(cluster-head range adaptive adjustment clus-tering routing,CRACR),引入节点剩余能量作为权重因子选取簇头,采用自适应调节机制控制簇头广播消息的广播半径大小,根据节点的位置和剩余能量分配时隙。通过仿真实验,结果表明CRACR算法的第1个节点死亡"回合"数比LEACH提高了55%以上,节能性能得到了明显的提高。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由 LEACH 半径自适应调节 能量高效
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基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议 被引量:39
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作者 黄廷辉 伊凯 +1 位作者 崔更申 王玉良 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第1期66-71,共6页
针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对... 针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。 展开更多
关键词 低功耗自适应集簇分层型协议 非均匀分簇 路由协议
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基于LEACH协议的簇头选举改进算法 被引量:25
4
作者 廖明华 张华 王东 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期112-114,共3页
以减小LEACH协议簇形成过程中的能量消耗为目的,提出一种改进的簇头选举算法LEACH-ECHC。当所有簇头的剩余能量最小值小于某个阈值时,进行全网选举;当簇头能量小于该簇剩余能量的平均值时,进行簇内选举,并对簇头产生的阈值进行优化。仿... 以减小LEACH协议簇形成过程中的能量消耗为目的,提出一种改进的簇头选举算法LEACH-ECHC。当所有簇头的剩余能量最小值小于某个阈值时,进行全网选举;当簇头能量小于该簇剩余能量的平均值时,进行簇内选举,并对簇头产生的阈值进行优化。仿真结果显示,LEACH-ECHC算法有更高的能量有效性,可以延长网络寿命,使节点能耗更均衡。 展开更多
关键词 无线传感器网络 LEACH协议 簇内选举 剩余能量 距离因子
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LEACH-EE——基于LEACH协议的高效聚类路由算法 被引量:33
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作者 李岩 张曦煌 李彦中 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第5期1103-1105,共3页
为延缓传感器网络寿命,减少能量的消耗,提出一种基于LEACH协议的高效聚类路由算法(LEACH-EE)。它通过簇头来收集数据,然后簇头之间形成一个多跳的通向基站的最优路径,最后数据融合给一个簇头传给基站。这样解决了LEACH协议的簇头节点负... 为延缓传感器网络寿命,减少能量的消耗,提出一种基于LEACH协议的高效聚类路由算法(LEACH-EE)。它通过簇头来收集数据,然后簇头之间形成一个多跳的通向基站的最优路径,最后数据融合给一个簇头传给基站。这样解决了LEACH协议的簇头节点负载过重的问题,以及改善了网络能量的消耗和网络的生存时间。实验证明此方法行之有效。 展开更多
关键词 低功耗自适应聚类路由协议 簇头 多跳
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基于双簇头聚类分簇和数据融合的无线传感器网络路由算法 被引量:9
6
作者 刘壮 冯欣 +3 位作者 王雁龙 李腾 张晶晶 杨文龙 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1013-1017,共5页
针对无线传感器网络中基于低能量自适应聚类层次(LEACH)算法进行分簇时出现的簇分布不均匀及路由能量消耗过快问题,提出一种基于双簇头聚类和数据融合的分簇算法.该算法在分好的簇中选择两个级别的簇头,两个簇头履行不同职责,能更好地... 针对无线传感器网络中基于低能量自适应聚类层次(LEACH)算法进行分簇时出现的簇分布不均匀及路由能量消耗过快问题,提出一种基于双簇头聚类和数据融合的分簇算法.该算法在分好的簇中选择两个级别的簇头,两个簇头履行不同职责,能更好地均摊能量消耗,提高了分簇均匀性.仿真实验结果表明,该算法降低了网络能耗,提升了网络生命周期. 展开更多
关键词 无线传感器网络 低能量自适应聚类层次(LEACH) 聚类 数据融合 质心
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无线传感器网络LEACH协议的改进 被引量:24
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作者 刘玉华 赵永锋 +1 位作者 许凯华 高景菊 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第17期117-120,共4页
延长传感器网络的生存周期,降低传感器节点的能耗成为无线传感器网络(WSN)研究的重点。基于LEACH协议中簇头生成算法提出了改进、调整节点竞选簇头的阀值函数,并在非簇头节点选择适合自己的最优簇头时综合考虑了候选簇头节点的剩余能量... 延长传感器网络的生存周期,降低传感器节点的能耗成为无线传感器网络(WSN)研究的重点。基于LEACH协议中簇头生成算法提出了改进、调整节点竞选簇头的阀值函数,并在非簇头节点选择适合自己的最优簇头时综合考虑了候选簇头节点的剩余能量以及距基站的距离等因素,给出了新的成簇机制的适合因子的计算公式。仿真结果表明,新型簇首选择机制能够有效平衡节点的能耗分布,延长节点与网络的寿命。 展开更多
关键词 无线传感器网络 改进的低功耗自适应集簇分层型协议 簇头选择 负载均衡 适合因子
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基于LEACH和PEGASIS的簇头成链可靠路由协议研究 被引量:26
8
作者 张震 闫连山 +3 位作者 潘炜 罗斌 刘江涛 李晓银 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1173-1178,共6页
减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考... 减少能耗、延长网络寿命是无线传感网络的关键技术。基于LEACH和PEGASIS算法,提出一种改进的有效路由算法。改进的算法规定LEACH中簇头数目为5个,利用PEGASIS算法使簇头成链,并选择剩余能量最多的簇头传送信息给基站。在选择簇头时,考虑节点的剩余能量,给节点设置一个能量阈值,小于该值则不能当选为簇头,因此提高了网络的健壮性。理论分析和仿真结果表明,改进后的算法比LEACH算法生命周期提高117%~351%,且能耗更加均匀,同时与PEGASIS相比,时延提高290%。 展开更多
关键词 无线传感网络 路由协议 LEACH PEGASIS
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基于最佳簇数的无线传感器网络粒子群分簇协议 被引量:10
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作者 郭剑 孙力娟 王汝传 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 2010年第2期36-40,共5页
对层簇式无线传感器网络中的分簇协议进行了探讨。研究了经典的LEACH协议,分析了其缺陷,并提出了ILEACH协议。ILEACH协议首先按照一定的原则来计算最佳簇数目,并以此作为分簇的目标。簇重组阶段选择新簇首时,兼顾了节点的剩余能量与位... 对层簇式无线传感器网络中的分簇协议进行了探讨。研究了经典的LEACH协议,分析了其缺陷,并提出了ILEACH协议。ILEACH协议首先按照一定的原则来计算最佳簇数目,并以此作为分簇的目标。簇重组阶段选择新簇首时,兼顾了节点的剩余能量与位置分布两个因素,并采用粒子群优化算法来计算,取得了较好的结果。仿真表明,ILEACH协议有效的节省了能量,延长了网络的生存时间。 展开更多
关键词 LEACH协议 ILEACH协议 无线传感器网络 分簇 粒子群优化算法
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基于LEACH协议的水产养殖参数智能监控系统 被引量:6
10
作者 蒋建明 史国栋 +3 位作者 赵德安 李正明 史兵 赵以钢 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期286-291,共6页
提出了基于LEACH(Low energy adaptive clustering hierarchy)协议的水产养殖溶解氧参数低功耗无线测量网络和溶解氧浓度的智能变频控制技术。无线传感网络中簇首对测量节点的数据先进行融合,然后发送到基站。针对水体溶解氧参数变化缓... 提出了基于LEACH(Low energy adaptive clustering hierarchy)协议的水产养殖溶解氧参数低功耗无线测量网络和溶解氧浓度的智能变频控制技术。无线传感网络中簇首对测量节点的数据先进行融合,然后发送到基站。针对水体溶解氧参数变化缓慢的特点,规定在每一帧内变化小于0.1 mg/L时,不再向簇首发送数据。簇首调整各节点在该帧内数据发送时隙,延长簇首和节点的休眠时间,降低了功耗。PLC根据溶解氧参数的变化一方面通过变频器控制叶轮增氧机,在白天水体溶解氧质量浓度大于5.0 mg/L时,叶轮增氧机低速'耕水',充分利用自然界的风能、光能和藻类的光合作用改善水质;另一方面当溶解氧质量浓度低于5.0 mg/L下限时,采用模糊变频控制迅速缩小误差,在接近控制目标后,变频器输出稳定。通过试验验证,相对于人工粗略控制,节约电能42.3%以上,产量提高11.8%,综合经济收益提高41.3%。 展开更多
关键词 水产养殖 智能监控 低能量自适应分群分层协议 叶轮增氧机 模糊变频
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无线传感器网络LEACH路由协议研究与改进 被引量:6
11
作者 王开通 熊庆宇 +2 位作者 王小刚 齐洋洋 于海存 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第10期103-107,共5页
针对LEACH算法随机选取簇头,未考虑节点剩余能量及单跳与sink节点通信造成能量损耗过快的问题。引入以剩余能量及邻居节点数作为权重因子的时间等候簇头竞争模式选取簇头,并提出LEACH与蚁群算法相结合建立簇间路由机制,采用局部信息素更... 针对LEACH算法随机选取簇头,未考虑节点剩余能量及单跳与sink节点通信造成能量损耗过快的问题。引入以剩余能量及邻居节点数作为权重因子的时间等候簇头竞争模式选取簇头,并提出LEACH与蚁群算法相结合建立簇间路由机制,采用局部信息素更新,综合簇头节点的剩余能量及节点距离,为簇首与sink节点通信建立多跳路由,达到降低簇头节点能耗过快的目的。仿真实验结果表明,改进算法在降低能耗、延长网络生命周期等方面较LEACH算法有较大提高。 展开更多
关键词 低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH) 剩余能量 蚁群算法 簇间路由
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WSN中一种基于LEACH协议的改进算法 被引量:9
12
作者 周洁 石志东 +2 位作者 张震 单联海 房卫东 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期116-119,207,共5页
在无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)中P,如何解决漏斗效应、有效平衡节点的能量分布,是延长网络生存时间的关键问题.针对漏斗效应提出一种基于低功耗自适应集簇分层型(1ow energy adaptive clusteringhierarchy,LEACH)协议... 在无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)中P,如何解决漏斗效应、有效平衡节点的能量分布,是延长网络生存时间的关键问题.针对漏斗效应提出一种基于低功耗自适应集簇分层型(1ow energy adaptive clusteringhierarchy,LEACH)协议的改进簇首控制算法(cluster control based on LEACH,CC-LEACH),通过sink辅助选择簇首分布.仿真证明,这种新型簇首选择机制能更好地进行能量均衡,延长网络生命周期. 展开更多
关键词 无线传感器网 漏斗效应 能量均衡 低功耗自适应集簇分层型
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一种能耗均衡的无线传感器网络分簇算法 被引量:12
13
作者 吕涛 朱清新 朱玉玉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第11期3107-3111,共5页
以无线传感器网络中的LEACH和HEED分簇算法为背景,提出一种基于能耗均衡的自适应网络分簇算法EBACA。算法的主要特点是传感器节点根据自身状态信息自主竞争簇头,簇头选择标准考虑了随机概率与节点剩余能量结合,并引入了节点能量预测和... 以无线传感器网络中的LEACH和HEED分簇算法为背景,提出一种基于能耗均衡的自适应网络分簇算法EBACA。算法的主要特点是传感器节点根据自身状态信息自主竞争簇头,簇头选择标准考虑了随机概率与节点剩余能量结合,并引入了节点能量预测和能量阈值;为均衡各个节点的能耗,通过重新规划时间片来调节节点的工作频率;为减少簇头的能量开销,簇头之间通过多跳方式将各个簇内收集到的数据发送给特定簇首节点,并由此簇首节点将整个网络收集的数据发送给基站。设计的目标是均衡网络能耗,进而最大化网络寿命。分析和仿真结果表明,相对于几种重要的分簇算法,如LEACH和HEED,EBACA在平衡节点能量消耗和延长网络寿命方面具有更优越的性能。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇算法 能耗均衡 LEACH协议 HEED协议
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低能耗的无线传感网络分层聚类与节点管理机制 被引量:15
14
作者 蒋勇 赵作鹏 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第3期638-643,共6页
为降低无线传感器网络的能耗,提出一种分层聚类与节点管理机制。依据距离汇聚节点的远近以及节点数量的多少对网络进行分层,使各分层中传感器节点数量基本一致;改进LEACH协议的门限函数,在各网络分层独立建立节点簇;依据分层网络中簇头... 为降低无线传感器网络的能耗,提出一种分层聚类与节点管理机制。依据距离汇聚节点的远近以及节点数量的多少对网络进行分层,使各分层中传感器节点数量基本一致;改进LEACH协议的门限函数,在各网络分层独立建立节点簇;依据分层网络中簇头节点的位置和节点的剩余能量,选择每个分层的中心节点;在此基础上,由分层中心节点管理各分层节点,强制能量较低的节点休眠,管理簇头节点的更新;采用LEACH协议进行数据传输。实验结果表明,该机制有效降低了网络能耗,延长了网络生存时间。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分层聚类 节点管理 低功耗自适应集簇分层型协议 分簇
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基于LEACH的无线传感器网络节能算法 被引量:17
15
作者 马玉刚 周群彪 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第6期1514-1516,共3页
为了最大限度地延长无线传感器网络的生命周期,结合已有的研究,提出了一种基于LEACH的节能算法。所有节点分为固定的聚类,聚类内节点自动轮换担任聚类首领;同时尽可能少地进行控制信号传输,以减少网络通信流量。仿真实验结果证明,该算... 为了最大限度地延长无线传感器网络的生命周期,结合已有的研究,提出了一种基于LEACH的节能算法。所有节点分为固定的聚类,聚类内节点自动轮换担任聚类首领;同时尽可能少地进行控制信号传输,以减少网络通信流量。仿真实验结果证明,该算法在延长网络生命周期方面要优于基于LEACH的固定聚类算法。 展开更多
关键词 无线传感器网络 低功耗自适应集簇分层型协议 固定聚类 轮换 节能
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基于多目标和声搜索的无线传感器网络分簇路由算法 被引量:18
16
作者 李明 曹晓莉 胡卫军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期162-168,共7页
针对现有无线传感器网络层次路由协议存在能耗不均、网络寿命短以及簇成员节点数目不平均的问题,提出一种多目标和声优化的分簇路由算法。算法以节点与Sink节点距离、簇距离和网络能耗为优化目标,运用参数自适应的二进制和声搜索算法对... 针对现有无线传感器网络层次路由协议存在能耗不均、网络寿命短以及簇成员节点数目不平均的问题,提出一种多目标和声优化的分簇路由算法。算法以节点与Sink节点距离、簇距离和网络能耗为优化目标,运用参数自适应的二进制和声搜索算法对网络的簇头节点和簇成员节点进行优化。实验结果表明,改进算法较之原始的二进制和声搜索算法和LEACH算法,能快速有效地实现分簇路由优化,使网络能耗更加均衡,延长了网络的工作时间,簇间的负载更加均衡。 展开更多
关键词 无线传感器网络 多目标优化 LEACH 和声搜索算法
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基于LEACH的低能耗路由协议研究 被引量:5
17
作者 刘爱东 卢中武 刘德浩 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第24期88-90,共3页
提出了一种基于LEACH的改进路由协议,该协议采用固定分簇、簇间多跳的方式传输数据。仿真结果表明,与LEACH协议相比,新协议有效均衡了节点能耗,提高了能量利用率,延长了网络寿命。
关键词 低能耗自适应集簇分层型协议(LEACH) 低能耗 固定分簇 簇间多跳
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三维空间下基于簇首优化机制的LEACH路由算法 被引量:3
18
作者 黄成 张润 +1 位作者 吴晓蓓 徐志良 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期241-245,共5页
针对三维空间下无线传感器网络路由节能问题,该文对低功耗自适应分簇(LEACH)路由算法的簇首选择机制进行优化。将传感器节点的剩余能量、网络的平均能量以及节点距离基站的位置作为阈值公式的参考因子,在协议簇建立阶段给出簇首个数最... 针对三维空间下无线传感器网络路由节能问题,该文对低功耗自适应分簇(LEACH)路由算法的簇首选择机制进行优化。将传感器节点的剩余能量、网络的平均能量以及节点距离基站的位置作为阈值公式的参考因子,在协议簇建立阶段给出簇首个数最优值计算公式和簇首选举阈值公式。仿真结果表明,该算法在相同运行条件下节能效果良好,具有更多的剩余总能量及较长的生存时间,能够有效均衡网络的能量,延长网络生命周期。 展开更多
关键词 三维路由协议 节能 低能耗自适应分簇
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无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进 被引量:22
19
作者 王林 赵绍英 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第2期80-82,共3页
LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通... LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信,如果两者距离较远,则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法,提出了一种新的路由协议(Advance-Leach)。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目,簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略,有效地降低了能耗,保证了网络负载的平衡。仿真结果表明:该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高,延长了节点和网络的生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络(WSN) 低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH) Advance-Leach 能耗降低 负载平衡
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无线传感器网络低功耗自适应分簇协议 被引量:5
20
作者 李玲 王林 +1 位作者 张飞鸽 王晓哲 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第10期2700-2703,共4页
低功耗自适应分簇(LEACH)协议随机循环地选择群首节点将网络能耗平均分配到每个传感器节点中,但并没有考虑每个节点的剩余能量。为了避免能量较少节点因为当选为群首较快消耗能量而过早死亡,提出了一种LEACH-New节能算法,根据能量概率... 低功耗自适应分簇(LEACH)协议随机循环地选择群首节点将网络能耗平均分配到每个传感器节点中,但并没有考虑每个节点的剩余能量。为了避免能量较少节点因为当选为群首较快消耗能量而过早死亡,提出了一种LEACH-New节能算法,根据能量概率选取剩余能量较多的节点作为群首并确定最佳群首个数,群首收集数据并融合后采用单跳和多跳相结合的方式将数据转发给基站。这样解决了LEACH协议能量较少节点当选为群首和群首负载过重的问题,从而延长网络生存时间。仿真结果表明,改进后算法有效地减少了网络能量消耗,保证了网络负载的平衡。 展开更多
关键词 无线传感器网络 低功耗自适应分簇协议 生命周期 随机数 最佳群首个数
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