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基于PSO的无线传感器网络节能分簇协议 被引量:8
1
作者 蒋畅江 石为人 +1 位作者 向敏 唐贤伦 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期15-17,20,共4页
针对如何最优化组簇、降低簇内节点能耗的同时均衡整个网络能耗的问题,提出一种基于PSO的紧凑且具有能量感知和基站距离感知能力的集中式网络分簇协议,粒子适应值函数基于簇头和簇内节点的欧氏距离、簇头节点能量、簇头与基站距离这3个... 针对如何最优化组簇、降低簇内节点能耗的同时均衡整个网络能耗的问题,提出一种基于PSO的紧凑且具有能量感知和基站距离感知能力的集中式网络分簇协议,粒子适应值函数基于簇头和簇内节点的欧氏距离、簇头节点能量、簇头与基站距离这3个因素定义。仿真结果表明,该协议能有效降低节点死亡速度,延长网络生存周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 粒子群优化算法 网络生存周期
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一种基于剩余能量的无线传感器网络分簇协议 被引量:5
2
作者 龚本灿 李腊元 +1 位作者 蒋廷耀 汪祥莉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第8期31-33,共3页
在无线传感器网络中,分簇技术可以实现高效的能量利用、方便的数据融合、灵活的网络扩展。簇首作为簇的中心,负责收集簇成员的数据,簇首消耗的能量远大于簇成员,因此,簇首的选择至关重要。提出了一种基于剩余能量的分簇协议(CPRE),该协... 在无线传感器网络中,分簇技术可以实现高效的能量利用、方便的数据融合、灵活的网络扩展。簇首作为簇的中心,负责收集簇成员的数据,簇首消耗的能量远大于簇成员,因此,簇首的选择至关重要。提出了一种基于剩余能量的分簇协议(CPRE),该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,并采用簇间转发的方式将数据发送到基站。仿真结果表明:该协议能够显著地延长网络的生存时间,其性能明显优于LEACH协议。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 剩余能量 间转发
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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
3
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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基于混沌粒子群优化的无线传感器网络分簇协议 被引量:5
4
作者 刘志坤 刘忠 李朝旭 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1459-1463,共5页
为了降低无线传感器网络节点的能耗,延长网络的存活周期,提出了一种基于混沌粒子群优化的分簇协议。该协议改进了经典LEACH协议的簇头选择机制,考虑到了节点剩余能量、与汇聚节点的距离以及簇范围等因素,通过混沌粒子群算法对簇头选举... 为了降低无线传感器网络节点的能耗,延长网络的存活周期,提出了一种基于混沌粒子群优化的分簇协议。该协议改进了经典LEACH协议的簇头选择机制,考虑到了节点剩余能量、与汇聚节点的距离以及簇范围等因素,通过混沌粒子群算法对簇头选举进行优化。确定簇头后,其它节点通过比较簇头当选信息的信号强度与设定强度阀值的大小来决定是否成为簇成员,从而约束了簇的范围。仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,新协议能够有效地节省能量,延长网络的寿命。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 粒子群算法 混沌
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基于PSO优化与线性规划的WSN路由与分簇协议 被引量:1
5
作者 郝武伟 李俊吉 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第11期1671-1679,共9页
针对大型无线传感器网络的生命期优化问题,提出一种基于粒子群优化与线性规划的无线传感器网络路由与分簇两个协议。首先,分别将路由问题与分簇问题表示为线性规划与非线性规划的形式;然后,使用粒子群优化使得簇首的能耗与数据包的转发... 针对大型无线传感器网络的生命期优化问题,提出一种基于粒子群优化与线性规划的无线传感器网络路由与分簇两个协议。首先,分别将路由问题与分簇问题表示为线性规划与非线性规划的形式;然后,使用粒子群优化使得簇首的能耗与数据包的转发延迟之间达到较好的平衡,获得了最优的路由线路,并且,使用粒子群优化方案平衡了各簇首的能耗。通过对两个阶段的优化,最终延长了网络生命期。仿真实验结果表明,该算法的总体网络生命期、死亡节点数量以及总数据包传输数量均获得了较好的性能。 展开更多
关键词 线性规划 粒子群优化 无线传感器网络 分簇协议 路由协议
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能量异构的无线传感器网络分簇协议
6
作者 龚本灿 李腊元 +1 位作者 蒋廷耀 汪祥莉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第22期16-18,共3页
无线传感器网络分簇协议通常假定网络是同构的,即网络中所有节点具有相同的初始能量,这些协议不能充分利用异构网的特点。提出了一种适合于异构网的分布式分簇协议(EHCP),该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首以平衡节点的能量,并... 无线传感器网络分簇协议通常假定网络是同构的,即网络中所有节点具有相同的初始能量,这些协议不能充分利用异构网的特点。提出了一种适合于异构网的分布式分簇协议(EHCP),该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首以平衡节点的能量,并在簇间采用多跳通信以节省能量。仿真实验结果表明:与同类协议相比,EHCP协议能显著地延长网络稳定工作的时间,具有良好的性能。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 节点异构 多跳转发
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基于博弈论的无线传感器网络能耗均衡分簇协议 被引量:7
7
作者 李朋 陶洋 +1 位作者 许湘扬 杨柳 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期156-162,共7页
针对无线传感器网络运行过程中节点能耗分布不均的问题,提出一种基于博弈论的能耗均衡分簇协议。结合节点剩余能量对节点收益和损耗做出定义,采用两轮簇头竞选机制并引入惩罚函数,防止簇头竞选无限迭代。在此基础上,通过博弈得到使节点... 针对无线传感器网络运行过程中节点能耗分布不均的问题,提出一种基于博弈论的能耗均衡分簇协议。结合节点剩余能量对节点收益和损耗做出定义,采用两轮簇头竞选机制并引入惩罚函数,防止簇头竞选无限迭代。在此基础上,通过博弈得到使节点收益最大化的均衡概率。给出一种迭代算法,根据节点剩余能量和损耗从候选簇头中挑选真正簇头。仿真结果表明,该协议能够有效平衡节点能耗,延长网络寿命。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 能耗均衡 博弈论 网络生命周期
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一种新的分环多跳均匀分簇协议分析及NS2仿真
8
作者 王春梅 《四川兵工学报》 CAS 2015年第7期104-108,共5页
针对实际应用中存在的圆形无线传感器网络,设计了一种分环多跳的均匀分簇协议CBMBC,理论证明了CBMBC的簇头异构特性比簇头同构的情形下节省能量。通过NS2仿真,证明了将网络划分成三层环时可以比划分两层环时延长网络的寿命,但是计算复... 针对实际应用中存在的圆形无线传感器网络,设计了一种分环多跳的均匀分簇协议CBMBC,理论证明了CBMBC的簇头异构特性比簇头同构的情形下节省能量。通过NS2仿真,证明了将网络划分成三层环时可以比划分两层环时延长网络的寿命,但是计算复杂度会相应提高。 展开更多
关键词 无线传感器网络 均匀分簇协议 NS2仿真实验
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基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议 被引量:2
9
作者 王丽芳 杨康杰 +1 位作者 郭晓东 张哲 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第9期2620-2626,共7页
针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个... 针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个体,通过与随机选择的精英个体进行交叉变异操作,改进蚁群优化算法,以整个网络每次通信的能耗为优化目标选取较优的簇头节点集。为待转发簇头节点设计从可动态调节的扇形区域中选择下一跳中继节点的链路转发策略。实验结果表明,与现有协议相比,该协议在延长网络寿命、提高通信链路质量、增强网络覆盖度方面表现良好。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 多跳 扇形链路策略 蚁群优化算法 头节点选择 能量均衡 网络覆盖度
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基于深度强化学习的可信分簇路由协议 被引量:1
10
作者 段辉 石琼 师智斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第2期117-126,共10页
针对分簇路由协议中恶意节点充当簇头的安全性问题以及基于深度强化学习的路由协议存在收敛慢、波动大的难题,提出了一种基于信任机制和深度强化学习算法soft actor-critic(SAC)的分簇路由协议。该协议首先运用改进的标签传播算法对网... 针对分簇路由协议中恶意节点充当簇头的安全性问题以及基于深度强化学习的路由协议存在收敛慢、波动大的难题,提出了一种基于信任机制和深度强化学习算法soft actor-critic(SAC)的分簇路由协议。该协议首先运用改进的标签传播算法对网络进行分簇。然后采用基于信任的簇头选举机制从簇内选出可信簇头,并采取主-从簇头机制防止簇头“叛变”成为恶意节点。最后利用SAC算法,将簇头作为智能体,实现动态路由决策。实验结果表明:该协议相较于RTRPT、SCR-TBE以及基于DQN、D3QN、PPO的路由协议,具有更优的性能和更好的收敛性。其丢包率、平均时延和网络吞吐量指标均为最优。在多个测试场景下,相较于PPO方案性能最小提升3.97%,最大提升22.39%。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 网络安全 深度强化学习 信任机制
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WSN中基于改进粒子群优化算法的分簇路由协议 被引量:39
11
作者 武小年 张楚芸 +1 位作者 张润莲 孙亚平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期114-123,共10页
针对无线传感器网络分簇路由协议所筛选簇头节点的位置分布不均衡及转发节点的数据传输路径不合理会加剧节点能量消耗、缩短网络生存周期的问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的分簇路由协议。在簇头选举过程中,通过定义节点的能量因... 针对无线传感器网络分簇路由协议所筛选簇头节点的位置分布不均衡及转发节点的数据传输路径不合理会加剧节点能量消耗、缩短网络生存周期的问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的分簇路由协议。在簇头选举过程中,通过定义节点的能量因子和位置均衡因子建立新的适应度函数,评估和选择更优的候选簇头节点;通过优化的自适应学习因子调整候选簇头节点的位置更新速度,扩大局部搜索并加快全局搜索的收敛速度。根据转发节点与基站的距离确定采用单跳还是多跳传输方式,设计一种基于最小生成树的多跳方法,为转发节点数据传输选择最优的多跳路径。仿真测试结果表明,基于改进粒子群算法的分簇路由协议能够选举能量与位置更均衡的簇头节点和转发节点,缩短了网络的通信距离,节点的能耗更低且更均衡,有效延长了网络生存周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 粒子群优化算法 分簇协议 多跳 最小生成树
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基于无线传感网络核监测的模糊分簇路由协议研究
12
作者 王芳 王果 马春旺 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1344-1347,共4页
分析了无线传感器网络在核电站突发核事故时核辐射监测中的路由需求,针对经典的分簇路由协议LEACH选举簇头仅单一考虑节点位置或能量分布而产生冗余节点的问题,提出了模糊分簇路由协议,对簇头广播信号与数据传输的过程进行优化,降低了... 分析了无线传感器网络在核电站突发核事故时核辐射监测中的路由需求,针对经典的分簇路由协议LEACH选举簇头仅单一考虑节点位置或能量分布而产生冗余节点的问题,提出了模糊分簇路由协议,对簇头广播信号与数据传输的过程进行优化,降低了传感节点的冗余度。运用Matlab平台对改进前后的协议进行仿真,对节点的存活率与整个网络的总能耗进行分析对比,仿真结果表明,改进后的协议能有效减少网络的总能耗,延长了网络的生命周期。 展开更多
关键词 核辐射 无线传感网络 模糊分簇协议 冗余度
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能量高效的无线传感器网络分簇路由协议
13
作者 胡颖 周思方 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2010年第3期18-21,共4页
EADEEG协议仅仅根据剩余能量最大这一条件选择活动节点,不能保障数据信息的完整性,在某些情况下容易丢失节点数据信息.鉴于此,提出了一种能量高效的分簇协议:将各节点按数据信息分类,选取数据信息相同节点中能量较大的节点作为本簇中的... EADEEG协议仅仅根据剩余能量最大这一条件选择活动节点,不能保障数据信息的完整性,在某些情况下容易丢失节点数据信息.鉴于此,提出了一种能量高效的分簇协议:将各节点按数据信息分类,选取数据信息相同节点中能量较大的节点作为本簇中的活动节点.仿真结果表明,该协议能有效降低网络能量消耗,延长网络生存周期. 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 EADEEG协议
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无线传感器网络分簇路由协议 被引量:267
14
作者 沈波 张世永 钟亦平 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期1588-1600,共13页
在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统... 在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点. 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议
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无线传感器网络分簇路由协议分析 被引量:20
15
作者 王瑞锦 秦志光 王佳昊 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期400-405,共6页
针对无线传感器网络分簇路由协议的特点,对当前一些典型的分簇协议进行了分类及分析,指出了各类协议的优缺点,并从簇负载平衡性、数据融合、簇头产生速度、簇形成速度、簇维护开销、算法健壮性、算法节能性等方面进行了比较,最后总结出... 针对无线传感器网络分簇路由协议的特点,对当前一些典型的分簇协议进行了分类及分析,指出了各类协议的优缺点,并从簇负载平衡性、数据融合、簇头产生速度、簇形成速度、簇维护开销、算法健壮性、算法节能性等方面进行了比较,最后总结出未来的研究热点和发展趋势。 展开更多
关键词 路由协议 机选举 研究趋势 剩余能量 无线传感器网络
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无线传感器/执行器网络中能量有效的实时分簇路由协议 被引量:22
16
作者 李方敏 徐文君 +1 位作者 刘新华 胡四泉 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期26-33,共8页
无线传感器/执行器网络(WSANs)主要应用于自动控制领域,实时性问题是其面临的首要挑战.根据实际环境中的节点部署情况,建立了系统模型;研究了分簇策略与功率控制技术对于自组织网络实时性的影响,提出了一种可适用于WSANs的能量有效的实... 无线传感器/执行器网络(WSANs)主要应用于自动控制领域,实时性问题是其面临的首要挑战.根据实际环境中的节点部署情况,建立了系统模型;研究了分簇策略与功率控制技术对于自组织网络实时性的影响,提出了一种可适用于WSANs的能量有效的实时分簇路由协议——RECRP协议.该协议采用二级成簇策略使网络中的各类节点稳定分簇.分簇后的各类节点具有不同发射功率,利用执行器节点的强大通信能力有效降低网络延时.采用能量有效性算法使网络中的传感器节点轮换担任簇首,从而使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间.实验结果证明,在WSANs中RECRP协议可使网络稳定分簇,并且在网络的实时性与能量有效性方面与现有典型路由协议相比具有更优越的性能. 展开更多
关键词 无线传感器/执行器网络 实时性 稳定性 能量有效性 路由协议
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基于稳定分簇的移动自组织网络路由协议 被引量:8
17
作者 黄金科 樊晓光 +3 位作者 万明 禚真福 杨永建 陈少华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2332-2339,共8页
移动自组织网络的动态拓扑特性给其分簇路由协议的设计带来了一定的挑战,而分簇算法作为分簇路由协议中重要的技术手段,如何建立一种有效稳定的分簇机制,对分簇路由协议的性能至关重要。本文在大规模网络环境下,提出一种稳定的分簇算法... 移动自组织网络的动态拓扑特性给其分簇路由协议的设计带来了一定的挑战,而分簇算法作为分簇路由协议中重要的技术手段,如何建立一种有效稳定的分簇机制,对分簇路由协议的性能至关重要。本文在大规模网络环境下,提出一种稳定的分簇算法,并在此基础上提出一种分簇路由协议。为提高网络性能,该分簇路由协议簇间采用被动模式,簇内采用主动模式,并且各个分簇由簇首、网关、访客和普通簇节点组成。仿真结果表明:该分簇算法减少了簇的数量和簇成员在簇间的切换次数,提高了分簇的稳定性。相应的分簇路由协议较该类协议也降低了网络的平均端到端时延和平均路由开销,提高了数据包接收的成功率。 展开更多
关键词 移动自组织网络 稳定性 算法 路由协议 性能
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无线传感器网络分簇通信协议的可靠性方案 被引量:8
18
作者 周祖德 胡鹏 李方敏 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期114-121,共8页
以数据为中心的无线传感器网络任务更加注重数据的可靠性。利用可靠性框图(RBD)对分簇通信协议的数据可靠性进行建模,将得出的网络可靠性值引入簇形成机制中。定义和分析了影响数据可靠性的异常节点,利用侦测机制发现可能的异常节点,用... 以数据为中心的无线传感器网络任务更加注重数据的可靠性。利用可靠性框图(RBD)对分簇通信协议的数据可靠性进行建模,将得出的网络可靠性值引入簇形成机制中。定义和分析了影响数据可靠性的异常节点,利用侦测机制发现可能的异常节点,用友节点协作完成传感任务以降低异常节点能量消耗来消除其潜在影响。在此基础上,提出了REECP(reliable energy-efficient cluster-based protocol)。仿真结果表明它能够延长传感器网络的有效生命周期,减少数据融合时的误差传播,有效地提高基于分簇通信协议的无线传感器网络的可靠性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 通信协议 可靠性方案 异常节点
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基于PSO的无线传感器网络非均匀分簇路由协议 被引量:8
19
作者 蒋畅江 唐贤伦 向敏 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第8期3074-3077,3084,共5页
提出并分析了一种能量均衡的集中式非均匀分簇路由协议EBUCP(energy-balanced unequal clusteringprotocol),本协议采用非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的方式。应用PSO算法,EBUCP选择一组最佳节点担任簇头并将网络划分为大小不等的簇... 提出并分析了一种能量均衡的集中式非均匀分簇路由协议EBUCP(energy-balanced unequal clusteringprotocol),本协议采用非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的方式。应用PSO算法,EBUCP选择一组最佳节点担任簇头并将网络划分为大小不等的簇,不仅最小化簇头和簇成员的距离以减小簇内通信能耗,同时使得距离基站较近的簇具有较小的几何尺寸来平衡不同位置簇头的能耗。EBUCP根据节点剩余能量和节点与基站距离确定簇间多跳路由,每个簇头在所有簇头集合中运用贪婪算法选择其中继节点。仿真实验结果表明,与LEACH和PSO-C协议比较,EBUCP的网络生存周期明显延长,能耗均衡性能更好。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由协议 PSO算法 非均匀
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一种无线传感器网络链式传输分簇路由协议 被引量:13
20
作者 赵菊敏 张子辰 李灯熬 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第3期135-138,142,共5页
由于周围环境对无线传感器网络(WSNs)的影响,在布设到特殊环境下时会产生信号的衰减与损耗,导致通信不畅。针对此问题,提出一种以LEACH路由协议为基础适应特殊环境(长直空间)的新型路由算法。本算法采用链式传输,即从内部逐一将信号传... 由于周围环境对无线传感器网络(WSNs)的影响,在布设到特殊环境下时会产生信号的衰减与损耗,导致通信不畅。针对此问题,提出一种以LEACH路由协议为基础适应特殊环境(长直空间)的新型路由算法。本算法采用链式传输,即从内部逐一将信号传输给距空间最外端且距基站位置较近的簇头,克服了内部节点死亡过快的问题。同时簇内采用链式传输并且改进簇头阈值与成簇半径,减小了能量消耗,提高了稳定性,克服了LEACH算法的不足。 展开更多
关键词 无线传感器网络 链式传输路由协议 头阈值 稳定性
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