无线传感器网络分簇算法研究

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无线传感器网络由大量资源,能量、计算能力、存储能力及通信能力受限的传感器节点组成。目前,无线传感器网络广泛应用于灾难监测,战地侦查,边界保护以及安全监管等领域。分簇在大型传感器网络中的作用十分重要,将无线传感器网络节点组织成簇,通过数据融合,可以有效降低数据传输量,减少节点通信开销,延长网络生存时间。首先,本文提出了一种基于ACE ( Algorithm for Cluster Establishment)分簇结果的优化算法。ACE是一种具有良好反馈机制的自适应分布式成簇算,ACE只需要进行3轮迭代就可以完成分簇。优化算法由合并未分簇结点和合并冗余簇两个部分组成。在实验仿真中,我们将优化算法与ACE和OSOS (Optimal Self Organizing Sensor network algorithm)进行了对比,实验结果证明我们的优化算法能够有效减少网络中冗余簇的数目,降低簇间重叠。接下来,本文提出了一种适用于传感器网络的基于权重的层次分簇算法(WBCHA)。WBCHA由以下两个模块构成:基于权重的簇形成算法和层次结构的数据传输协议。基于权重的簇形成算法综合考虑了节点的剩余能量以及潜在专属成员数目,权重最大的节点将自举为簇头节点。在分簇完成后,通过层次结构的数据传输协议将网络划分为多层的层次结构,高层的分簇负责收集低层分簇的传感数据,在进行相应数据融合后将最终的数据发送给基站。在实验仿真中我们比较了WBCHA和LEACH算法的性能,实验数据证明WBCHA能够有效降低网络通信开销,延长网络生命周期。
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