基于精确地理位置的WSN拓扑控制研究

摘要

无线传感器网络中，拓扑控制很大程度上影响网络性能，较好的拓扑结构能减少节点能量的消耗，有利于延长网络的生存时间。 文章首先简单介绍了WSN及拓扑控制的基本概念，分析了WSN拓扑控制机制的研究现状，重点介绍了分簇算法。在WSN拓扑控制机制中，LEACH是早期提出的自组织方式分簇协议之一，存在着分簇不均匀、簇头选择不合理及簇头节点直接和BS节点通信造成节点能耗过快等缺陷。针对这些不足，提出了一种基于精确地理位置的WSN拓扑控制算法：LEACH-L算法。该算法将监测区域划分成若干个正方形子区域，保证了分簇均匀；在簇头选择上，考虑了节点在簇中的位置和剩余能量两种因素，更为合理；提出一种新的机制选择中继节点转发数据，引进了MTE算法，避免了簇头节点直接和基站节点通信，减少了簇间通信的能耗。 利用NS2网络模拟器对进行仿真，并介绍了仿真的原理和过程。最后对LEACH-L算法进行了数学分析和仿真实验。结果表明：相比于LEACH算法，LEACH-L算法在网络生存时间，节点能耗和网络吞吐量上有显著改进。