基于能量和密度的WSNs動態分區成簇路由算法

史雨雨，郁進明，李　雪

(東華大學 信息科學與技術學院，上海 201620)

基于能量和密度的WSNs動態分區成簇路由算法

史雨雨，郁進明，李雪

(東華大學 信息科學與技術學院，上海 201620)

摘要針對傳統的層次型網絡存在的分簇不合理和能耗不均衡等問題，提出了一種基于能量和密度的動態非均勻分區成簇路由算法。該算法先根據節點與基站之間的距離將網絡合理地進行動態的區域劃分，在區域內成簇，使靠近基站的簇規模小于距離基站較遠的簇，減少靠近基站的簇首負擔和能量消耗；通過綜合考慮節點剩余能量和節點密度等因素來優化簇的非均勻劃分和簇首的選擇，簇首間采取基于數據聚合的多跳傳輸機制。仿真結果表明，與經典路由算法LEACH相比，該算法能有效均衡節點能耗，延長網絡生命周期。

關鍵詞無線傳感器網絡；動態區域劃分；能量；密度；LEACH

大量微小的傳感器節點通過無線通信方式形成一個自組織的網絡系統，協作地感知、采集并處理監測區域內的信息，便形成了一個無線傳感器網絡[1-2]。傳感器網絡也面臨多種獨特的挑戰和約束：傳感器節點能量有限、缺乏設施支持或維護、需要更小的且廉價有效的器件、敏感數據的傳輸，因此，為提高網絡性能和延長網絡壽命，提出了分簇路由協議。LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)算法是無線傳感器網絡中提出的第一個層次型路由協議[3-4]。LEACH協議的執行過程是周期性的，每輪分為簇建立階段和數據通信階段，該協議循環隨機選擇簇首，路由算法采用一跳通信，不適合大規模網絡且存在簇劃分、簇首分布不合理等缺點[5]。……