leach算法的改進(jìn)-文庫吧
2025-07-07 15:23 本頁面
【正文】 提高mac協(xié)議和路由協(xié)議的效率。因此，提出一個高效穩(wěn)定合理的算法便成為迫切需要解決的問題。2 LEACH協(xié)議的介紹 LEACH協(xié)議 LEACH是WSN中第一個基于分簇的路由算法，它將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分為簇頭節(jié)點(diǎn)和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)。由于簇頭節(jié)點(diǎn)需要協(xié)調(diào)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的工作，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的融合和轉(zhuǎn)發(fā)，能量消耗相對較大，所以LEACH采用周期性地隨機(jī)選擇簇頭節(jié)點(diǎn)以均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量消耗。從而達(dá)到延長網(wǎng)絡(luò)生命周期目的。LEACH協(xié)議以“輪”作為運(yùn)作周期，每一輪分成兩個階段：建立階段和穩(wěn)定傳輸階段，為了節(jié)省頻繁選擇簇頭帶來的能量開銷，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定階段的持續(xù)時間要長于建立階段的時間。在每輪的建立階段，所有節(jié)點(diǎn)用CSMA的MAC協(xié)議廣播“短消息”通信，自組織成簇，每個簇選取一個節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)。簇形成之后，簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)建立一個TDMA時隙表。簇建立完成后，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)TDMA方案將每幀采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)對接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過過濾冗余數(shù)據(jù)融合處理后傳送給基站。 簇建立階段首先每個節(jié)點(diǎn)首先每個節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生0．1之間的一個隨機(jī)數(shù)，如果這個數(shù)小于閾值，則向所有節(jié)點(diǎn)廣播自身成為當(dāng)前輪的簇頭信息。閾值計算方法如下：其中，P為預(yù)設(shè)的簇頭節(jié)點(diǎn)在所有傳感節(jié)點(diǎn)中所占的概率，r是當(dāng)前輪數(shù)，G是在前1／輪中尚未成為簇頭節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)集合。從閾值的計算公式中可以看出，在每輪循環(huán)中，如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)已擔(dān)任過簇頭，則把設(shè)為0，表示該節(jié)點(diǎn)一定不會再次當(dāng)選。對于尚未當(dāng)選過的節(jié)點(diǎn)，則以概率擔(dān)任簇頭，式中使每個節(jié)點(diǎn)在一定輪數(shù)內(nèi)只成為一次簇頭節(jié)點(diǎn)。當(dāng)r=0時，由式得=P，即首輪
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