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摘 要：当今的无线传感器网络成为世界关注的焦点,其大量组成的传感器节点在网络覆盖区域内,能感知和采集,并处理相关信息,传送到基站.由于其自身能量的限制,传感器网络消耗的能量大小成为关注的一个核心问题.对于该问题,本文通过改进的LEACH-energy,以LEACH和PEGASIS路由协议为基础,得出新的路由算法——APLe（Adaptive PEGASIS&LEACH-energy）.APLe在簇内自适应地决定采用链式结构或是星形结构,既体现了PEGASIS和LEACH-energy在能耗方面的优势,又弥补了PEGSIS时延的缺陷.通过理论和仿真实验论证,改进的Figure 1 APLe topology在网络中减低能耗、便于管理、延长生命周期有显著提高.
关键词：无线传感器网络;路由技术;能量损耗;LEACH;PEGSIS
由于PEGASIS链中的节点没有分簇,导致链中节点时延大和不利于管理等因素,本文将PEGASIS和LEACH-energy分簇算法相结合,推导出的另一算法APLe,体现了彼此利于管理和节能的优势.
1 网络模型建立、算法假设
该算法假设和LEACH-energy相同,除网络中节点可感知自身位置信息外,设网络中存在N个传感器节点,彼此随机地分布于M×M的正形区域中间,且传感器节点有下列性质：①网络中基站节点（Sink）固定,能源充足,距离传感器节点均较远.②网络中所有传感器节点同构且总有数据要传输,能感知其剩余节点能量.③网络中每个节点可直接和基站（Sink节点）通信,通信结构对称.
2 对topology算法简介
该算法结合LEACH的特点,每周期按轮选取簇首,利用LEACH-energy选择簇首的方法形成相应的簇后,簇内节点根据簇内能耗最小的原则,选取PEGASIS的链式或者LEACH星形拓扑结构.
2.1 选举簇首.簇首的选择同LEACH-energy,每节点生成一随机数值,和式子<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-1.jpg>中的阈值<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-1.jpg>进行大小比较,使小于<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-1.jpg>的节点成为簇首节点.
2.2 簇中拓扑结构确立.簇首节点通过ADV广播通知网络中其它节点,其它节点从属于接受到最强信号的簇首,形成簇的建立.
簇首和其它普通节点在通讯过程中附带自身地理信息,使
节点彼此知道相应的位子.簇内节点在收发大小均等信息发出
时,算出簇内节点分别采取PEGASIS和LEACH的拓扑结构时,分别产生的能量损耗值Ep和El,按能耗最小原则采用相应的拓扑结构.
节点用于发送消息的能耗,跟无线通信中的距离、环境和数据包有关,对应表达式为：
[（1）]<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg><D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>
式（1）中,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>为传输中数据包损耗的能量,和<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>成正比,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>设为数据包的值,单位bit;<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>为处理独个信号的能耗;<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg><D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>为传输中发送每个数据包能耗,其跟环境、数据包值、传输距离d均有关;<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-2.jpg>为多经传播和自由空间传播的临离,若<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-3.jpg>,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-3.jpg>,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-3.jpg>为在自由空间中传播所耗功率,β传输的损耗因子,其值为2;若<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-4..jpg>,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-4..jpg>,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-4..jpg>为在多经传播途中所耗功率,β值为4.
接收信号时,节点的能耗为：
<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-5.jpg>（2）
式（2）中,<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-5.jpg>为处理数据包时接收机能耗,跟距离d无关;<D：＼123456＼中小企业管理和科技·下旬刊201510＼1-297＼75-5.jpg>是单个数据包进行数据融合产生的能耗.
结论：关于本文可作为传感器网络方面的大学硕士与本科毕业论文无线传感器网络论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
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