基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议

摘要

针对无线传感器网络(WSN)存在“能量热区”和系统鲁棒性较差的问题,提出了一种基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议(UCOD).首先,优化竞争半径函数,使簇首分布更合理;其次,引入主副簇首机制,当主簇头能量低于设定的能量阈值时进入休眠,副簇头同时执行主副簇头功能以提高鲁棒性;然后,采用奇偶轮不同的成簇机制,奇数轮全局节点竞争簇首,偶数轮在奇数轮簇内选择簇首,减少节点入簇选择耗能;最后,将网络分级,节点根据位置、能量、转发次数和周围节点数在下一级选择中继节点.仿真结果表明,UCOD与分布式能量均衡非均匀分簇协议(DEBUC)和基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)相比,网络生命周期延长了28.4％和13.7％,丢包率在簇首损坏50％的情况下降低了39.1和27.5个百分点.实验结果表明,UCOD能够有效提高能量效率和系统鲁棒性.