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对于无线传感器网络(Wireless Sensor Network)来说,负责路由发现和维护的网络层路由协议是极为重要的,其质量的好坏将会直接影响到整个网络性能的高低。同时,网络编码作为一种新型的信息处理机制,在无线传感器网络的路由协议设计中有很大的应用空间和广阔的应用前景。
在无线传感器网络的众多路由协议中,LEACH作为典型的分层协议被广泛应用于传感器网络领域。但LEACH协议存在簇头选举的随机性、簇间负载不均衡以及簇头选举时忽略能量因素等诸多缺陷。针对LEACH的这些缺陷,本文提出了基于网络能量变化的簇头选举算法。该算法使用了簇头能量下限机制,使得只有簇头能量不充足的时候才重新选举簇头,在保证性能的前提下,减少了簇头选举的轮数,节省了网络的整体能量消耗。基于网络能量变化的簇头选举算法在簇头选举的公平性、负载平衡性以及节能方面,都有较大的提升,有效地延长了网络生存时间。
本文对将网络编码技术应用于无线传感器网络的路由协议进行了研究与探讨,提出了一种基于网络编码的无线传感器网络簇头选举(CANC)算法。文中通过使用网络编码进行广播,网络中所有的传感器节点将获得并存储到达簇头需要经过的中继节点的信息,并以此来构建簇。CANC算法有着较高的独立性,和对环境的良好适应性,能够维持网络较长时间的运行,有效地延长了网络生存时间。