LEACH协议

摘要： LEACH协议作为一种经典的低功耗自适应层次路由协议,在要求连续监控的应用场景被广泛使用。虽然LEACH协议一定程度上均衡了网络能耗,但由于缺乏节点能量、位置信息等参数的限制,导致其存在能量消耗不均匀、节点过早死亡等问题。针对上述问题,提出了一种全新的LEACH-PC协议,在将网络进行区域划分的基础上考虑了簇的大小,同时对簇头选举阈值函数的增益参数进行了优化。通过仿真实验表明,LEACH-PC协议相对于LEACH协议降低了网络能耗,同时延长了WSN的网络寿命。

摘要： 为推进无线传感器网络(WSNs)与IPv6的融合,提出了一种基于IPv6的地址分配方法。基于传统的WSNs中LEACH协议形成的簇结构,设计出一种在分簇过程中同时分配IPv6地址的方案。地址分配采用分层次的有状态和无状态分配相结合的方式,所有节点的地址仅由自身分配,并且无需地址冲突检测。仿真结果表明:与传统分簇协议相比,此方法的能量损耗仅增加很少,可以实现地址分配。

摘要： 针对无线传感器网络的自组织及能量消耗特性,以LEACH协议及算法为研究基础,提出了一种改进的基于全无线传感器网络节点的平均剩余能量进行簇头产生及实现自组织网络的算法.算法基于在基站了解全无线传感器网络各节点剩余能量及位置分布信息的基础上,由基站运行算法选出每轮担当簇头角色的簇头集,通过优化簇头实现降低无线传感器网络的能量消耗及均衡网络各节点的能耗,实现降低无线传感器网络的能耗、延长网络的生命周期的 目的.使用MATLAB软件进行仿真试验测试,结果表明,改进的算法能有效地提高无线传感器网络的生命周期、均衡能量消耗、增加网络吞吐量,延长网络使用寿命.

摘要： 无线传感器网络已广泛应用于人们的生活中,本文基于WSN(Wireless Sensor Networks)自组织及能耗特性,以LEACH路由协议算法为基础,提出一种优化了节点信息传送方向的适用于凹陷型山地地形的无线传感器网络算法.算法改进了WSN的组网方法,采用优先选择距离基站更近的簇头进行组网的方法.首先,网络随机产生首批簇头节点;其次,各簇头节点收集簇内节点信息,同时收集各节点剩余能量、位置坐标信息,汇总后发送至基站;再次,基站根据所获信息确定下一轮次的簇头节点,并向全网广播;最后,各节点选择距离基站更近的簇头组网入簇,进行信息的传送.通过在Matlab仿真软件上进行模拟测试,实验结果表明,本文所述算法在凹陷型山区地形中能有效提高无线网络的生命周期,在一定程度上均衡了无线网络各节点的能量消耗,延长了网络使用寿命.

摘要： 针对传统LEACH协议及其改进方法能耗过高和负载不均衡的问题,提出一种采用混沌遗传算法最小化无线传感器网络能量消耗的算法CGA-LEACH.该算法通过构建新的考量能耗和负载的适应度函数,采用条件约束的混沌映射生成实数编码染色体,并用混沌遗传选择、交叉和变异操作提高收敛速度,找到最优簇头,从而形成分布均匀、能耗和负载均衡的簇结构.仿真结果表明,CGA-LEACH算法能有效延长网络生命周期,均衡网络负载,提高网络能量效率.

摘要： 近年来随着我国森林面积的逐步扩大,对于森林的保护,也成为国家和社会关注的重点.加强森林防火工作是林业问题中的重中之重.针对护林防火监测中的问题,传感器网络提供了很好的解决方案.在本文中,阐述了1种应用于护林防火的改进的无线传感器网络算法,该算法是基于LEACH算法的改进算法,称为LEACH-HD.该算法通过推导一阶无线能量模型,得到最佳簇首数目,通过加入节点的剩余能量因子和节点与主机节点的平均距离因子,改进簇首节点的选择方式.仿真结果表明,LEACH-HD算法能够提升节点的存活时间,数据接收量,降低网络能耗.

摘要： 针对无线传感器网络(WSN)传统的层次聚类协议LEACH中的节点能量消耗速率快、网络生命周期短及通信能力弱等问题,提出了一种能量高效的改进LEACH协议(MOD-LEACH).首先,全面兼顾节点剩余能量、邻居数量以及和基站间距离,求出节点作为簇头真实概率,借此优化簇头选举阈值.其次,节点按照簇头的能量、邻居数量和两者间距离,求出成本函数,从而科学判定簇头.最后,簇头根据与基站之间的距离通过单跳或者多跳方式和基站通信,以降低簇头能耗.仿真结果表明,MOD-LEACH协议性能比现有几种协议更优,该协议与LEACH、DEEC、H-LEACH相比,网络生命周期分别延长了61％、42.6％、14.2％,同时MOD-LEACH协议中基站接收的数据量相比其它三种协议也得到大幅提高.

摘要： 为降低无线传感器网络能量消耗问题,提出了一种基于布谷鸟搜索(CS)算法的LEACH极值双簇首分簇算法.首先根据节点的剩余能量和到基站的距离选择簇首,避免了因随机方式带来的不合理性和不均匀性;但由于节点数目最多的簇、簇首距离汇聚节点最远的簇,其簇首在管理和数据传输上需要消耗更多的能量,因此选举副簇首来分担能量负载;最后在数据传输阶段,各簇首利用CS算法选择转发节点建立当前簇首到基站的簇间路由,CS算法能够快速地选择最佳中继节点优化传输路由.仿真结果表明:本文算法能够很好地提高网络的生命周期,改善传感器网络性能.

摘要： LEACH协议是无线传感器网络的一种典型层次型拓扑控制算法,许多层次型拓扑控制算法都是基于LEACH进行研究和改进的.研究了LEACH协议的工作原理,对其优缺点进行了分析,介绍了LEACH协议改进的分类.使用MATLAB对其节点分布、存活节点数量、簇头数量及能量消耗进行了仿真实验及分析说明.

摘要： 基于WSN的节水灌溉系统具有无线传感器节点及路由节点数量庞大、单个节点资源有限、监测信息量丰富的特点;且无线传感器网络采用电池供电,是资源、能量受限网络;因此,路由协议必须维持较小的路由信息并尽可能地降低能耗.LEACH路由协议是一种典型的分簇路由算法,通过对LEACH路由协议的分析,提出了LEACH改进方案并用Matlab对改进前后的算法进行了仿真比较.仿真实验结果表明,改进后的算法能较好地均衡网络中节点的能耗,整体降低网络能耗、延长网络时效,从而有效地延长了整个网络的生命周期.

摘要： 基于WSN的节水灌溉系统具有无线传感器节点及路由节点数量庞大、单个节点资源有限、监测信息量丰富的特点;且无线传感器网络采用电池供电,是资源、能量受限网络;因此,路由协议必须维持较小的路由信息并尽可能地降低能耗.LEACH路由协议是一种典型的分簇路由算法,通过对LEACH路由协议的分析,提出了LEACH改进方案并用Matlab对改进前后的算法进行了仿真比较.仿真实验结果表明,改进后的算法能较好地均衡网络中节点的能耗,整体降低网络能耗、延长网络时效,从而有效地延长了整个网络的生命周期.

摘要： 基于WSN的节水灌溉系统具有无线传感器节点及路由节点数量庞大、单个节点资源有限、监测信息量丰富的特点;且无线传感器网络采用电池供电,是资源、能量受限网络;因此,路由协议必须维持较小的路由信息并尽可能地降低能耗.LEACH路由协议是一种典型的分簇路由算法,通过对LEACH路由协议的分析,提出了LEACH改进方案并用Matlab对改进前后的算法进行了仿真比较.仿真实验结果表明,改进后的算法能较好地均衡网络中节点的能耗,整体降低网络能耗、延长网络时效,从而有效地延长了整个网络的生命周期.

摘要： 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是军事情报侦察领域重要的发展手段之一.无线传感器网络具有节点规模庞大、单个节点资源受限等特点,其路由协议设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络寿命.本文选择了LEACH路由协议作为研究重点,分析了该路由算法的基本原理、具体实现和优缺点,在此基础上进一步分析了其改进型SEP路由协议,采用MATLAB网络仿真工具对该路由算法进行了仿真,对其性能进行了对比分析.

摘要： 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是军事情报侦察领域重要的发展手段之一.无线传感器网络具有节点规模庞大、单个节点资源受限等特点,其路由协议设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络寿命.本文选择了LEACH路由协议作为研究重点,分析了该路由算法的基本原理、具体实现和优缺点,在此基础上进一步分析了其改进型SEP路由协议,采用MATLAB网络仿真工具对该路由算法进行了仿真,对其性能进行了对比分析.

摘要： 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是军事情报侦察领域重要的发展手段之一.无线传感器网络具有节点规模庞大、单个节点资源受限等特点,其路由协议设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络寿命.本文选择了LEACH路由协议作为研究重点,分析了该路由算法的基本原理、具体实现和优缺点,在此基础上进一步分析了其改进型SEP路由协议,采用MATLAB网络仿真工具对该路由算法进行了仿真,对其性能进行了对比分析.

摘要： 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是军事情报侦察领域重要的发展手段之一.无线传感器网络具有节点规模庞大、单个节点资源受限等特点,其路由协议设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络寿命.本文选择了LEACH路由协议作为研究重点,分析了该路由算法的基本原理、具体实现和优缺点,在此基础上进一步分析了其改进型SEP路由协议,采用MATLAB网络仿真工具对该路由算法进行了仿真,对其性能进行了对比分析.

摘要： 本文针对无线传感器网络分簇路由LEACH协议忽视了每轮选举簇头节点的能量、节点密度以及相对于基站位置的信息等因素,提出了一个基于能量、密度和Sink位置信息改进的分簇路由算法,在阈值公式中引入剩余能量和密度因子,使得簇头针对整个网络分布更合理,能量更均衡.成簇后进行数据传输时,同时引入协同通信理念,由选举出的辅助簇头进行数据转发.利用OMNeT++仿真平台,对经典LEACH协议和改进后的LEACH协议进行对比,结果表明改进后的算法有效地降低了能量消耗,提高整个网络的寿命.

摘要： 本文针对无线传感器网络分簇路由LEACH协议忽视了每轮选举簇头节点的能量、节点密度以及相对于基站位置的信息等因素,提出了一个基于能量、密度和Sink位置信息改进的分簇路由算法,在阈值公式中引入剩余能量和密度因子,使得簇头针对整个网络分布更合理,能量更均衡.成簇后进行数据传输时,同时引入协同通信理念,由选举出的辅助簇头进行数据转发.利用OMNeT++仿真平台,对经典LEACH协议和改进后的LEACH协议进行对比,结果表明改进后的算法有效地降低了能量消耗,提高整个网络的寿命.

摘要： 本文针对无线传感器网络分簇路由LEACH协议忽视了每轮选举簇头节点的能量、节点密度以及相对于基站位置的信息等因素,提出了一个基于能量、密度和Sink位置信息改进的分簇路由算法,在阈值公式中引入剩余能量和密度因子,使得簇头针对整个网络分布更合理,能量更均衡.成簇后进行数据传输时,同时引入协同通信理念,由选举出的辅助簇头进行数据转发.利用OMNeT++仿真平台,对经典LEACH协议和改进后的LEACH协议进行对比,结果表明改进后的算法有效地降低了能量消耗,提高整个网络的寿命.

摘要： 本发明公开了一种基于位置和能量相互关系的LEACH协议簇头选择方法，包括以下步骤，A、计算簇头数量k的最佳值，通过K‑Means将整个无线传感器网络划分为k个簇群；B、建立簇群中的层次区域模型；C、设定能量阈值，根据簇内能量对比对簇头进行选择；D、生成能量消耗模型，选择将靠近汇聚节点的普通节点直接将数据传送给汇聚节点。本发明能够解决现有技术的不足，有效降低网络的总能耗，提高网络的稳定运行时间，延长整个无线传感器网络的寿命。

摘要： 本发明涉及一种无线传感器网络多跳路由协议，特别是一种基于模糊逻辑的无线传感器网络多跳LEACH协议，其所要解决的技术问题是针对现有的逐跳通信，端到端的延迟和热点问题。利用模糊逻辑控制器，根据剩余能量、数据长度和到基站的距离计算最优跳数，降低了网络能耗，从而使网络寿命最大化。此外，提出了一种基于剩余能量、节点中心度和与BS距离的阈值函数来选择CH，从而使CH均匀分布。将跳数与剩余能量和成员数相结合，选择最优的中间信道向基站转发数据。最后，通过大量仿真对其性能进行了评估，IMF‑LEACH在平均跳数、平均端到端延迟、能耗比和网络生存期等方面都有很大的提升。

摘要： 本发明公开了一种基于布谷鸟算法的LEACH二级分簇路由协议的方法，包括：S1.向节点广播一级簇首选举信息，选出一级簇首节点和普通节点；S2.一级簇首节点向全部普通节点广播信息，普通节点根据接收到信息的信号强弱选择信号最强的一级簇首节点并加入簇内；S3.筛选一级簇首节点中普通节点数量最多的以及一级簇首节点中距离基站最远的一级簇首节点，并通过布谷鸟算法确定二级簇首节点；S4.普通节点将数据传输至二级簇首节点，二级簇首节点将接收到的数据传送至一级簇首节点；S5.更新所有普通节点的位置信息，并判断二级簇首节点是否为所需的二级簇首节点，若是，则执行步骤S6；S6.计算传输数据的全部节点的能量，并判断该能量是否达到预设阈值，若否，则继续执行S1‑S5。

摘要： 本发明提供了一种基于目标阈值约束的改进LEACH协议的簇头选择算法，在满足目标与节点阈值约束的前提下，设计了包含节点与目标距离因子、节点与基站距离因子和节点剩余能量率等约束条件共同作用下的簇头选择改进算法。该算法首先根据监测区域所有节点与监测目标的位置关系确定候选观测节点集，之后在候选观测节点集中对节点进行随机性簇头选择。本发明改进了LEACH协议簇头选择的阈值公式，使剩余能量大且距离基站近的节点有更高的概率被选为簇头节点。因此，改进算法的簇头选择机制更加合理，能更有效的平衡和减少网络中节点的能量消耗，延长网络的生命周期。

摘要： 本发明公开了一种基于LEACH协议的分簇优化及多跳传输方法，包括，对无线传感器网络中的所有节点进行初始化；判断节点与基站的距离，若小于自身通信距离则直接与基站进行通信，反之在考虑节点与基站的距离及其自身剩余能量的情况下进行簇头选举；节点根据接收信号的强度选择所加入的簇，若节点到簇头的距离超出自身的通信距离，则根据距离矩阵选择最近的簇头加入；当其簇成员个数超出平均簇成员个数，超出的节点分别选择剩余能量最大的簇头加入；若节点与最大能量节点的距离超出自身通信距离，则选择普通中继节点中继；本发明经过改进的分簇算法和多跳传输，无线传感器网络的生命周期得到了有效的延长。

摘要： 本发明公开了一种改进Leach协议的无人机集群网络拓扑设计方法，具体为：1）将无人机集群中的每个无人机坐标视为一个节点，对于通信过程的第t轮，利用谱聚类对所有节点进行聚类得出聚类结果；2）对于聚类结果，在每一类中选取能量值最高的节点作为簇头；3）每个簇头与该簇头所属类中的其他节点构成通信网络；4）计算第t轮完成后每个节点的能量值并进行更新，判断通信过程是否完成，若未完成，则令t=t+1，并返回1），否则通信过程结束。本发明针对Leach协议中存在的不足，用谱聚类对Leach协议进行改进，提出改进后的S‑Leach协议，从而达到优化整个网络，降低能量的不必要消耗，使网络的生命周期可以大大的延长的目的。

摘要： 本发明公开了一种基于位置和能量相互关系的LEACH协议簇头选择方法，包括以下步骤，A、计算簇头数量k的最佳值，通过K‑Means将整个无线传感器网络划分为k个簇群；B、建立簇群中的层次区域模型；C、设定能量阈值，根据簇内能量对比对簇头进行选择；D、生成能量消耗模型，选择将靠近汇聚节点的普通节点直接将数据传送给汇聚节点。本发明能够解决现有技术的不足，有效降低网络的总能耗，提高网络的稳定运行时间，延长整个无线传感器网络的寿命。

摘要： 本发明公开了一种基于布谷鸟算法的LEACH二级分簇路由协议的方法，包括：S1.向节点广播一级簇首选举信息，选出一级簇首节点和普通节点；S2.一级簇首节点向全部普通节点广播信息，普通节点根据接收到信息的信号强弱选择信号最强的一级簇首节点并加入簇内；S3.筛选一级簇首节点中普通节点数量最多的以及一级簇首节点中距离基站最远的一级簇首节点，并通过布谷鸟算法确定二级簇首节点；S4.普通节点将数据传输至二级簇首节点，二级簇首节点将接收到的数据传送至一级簇首节点；S5.更新所有普通节点的位置信息，并判断二级簇首节点是否为所需的二级簇首节点，若是，则执行步骤S6；S6.计算传输数据的全部节点的能量，并判断该能量是否达到预设阈值，若否，则继续执行S1‑S5。

摘要： 本发明涉及一种无线传感器网络（WSN）路由协议，特别是基于改进混沌遗传算法的WSN多跳LEACH路由协议ICGA‑LEACH（an improved multi‑hop LEACH protocol based on chaotic genetic algorithm for wireless sensor networks），ICGA‑LEACH考量节点剩余能量、节点剩余能量与负载比和节点中心度来定义簇头选举阈值函数，使位于簇中心、负载较小且能量多的节点成为簇头的概率大，从而形成均匀分布的簇，降低簇内通信能耗。为了降低簇间通信能耗，采用混沌遗传算法来寻找全局最优的多跳路由路径。此外，采用自适应的轮周期来进行簇维护，减少大量频繁成簇产生的控制报文，进一步降低了网络能耗。因此，ICGA‑LEACH在均衡网络负载的同时提高了网络能量效率，有效延长了网络生命周期。

摘要： 本发明涉及一种无线传感器网络多跳路由协议，特别是一种基于模糊逻辑的无线传感器网络改进多跳LEACH协议，其所要解决的技术问题是针对现有的逐跳通信，端到端的延迟和热点问题。利用模糊逻辑控制器，根据剩余能量、数据长度和到基站的距离计算最优跳数，降低了网络能耗，从而使网络寿命最大化。此外，提出了一种基于剩余能量、节点中心度和与BS距离的阈值函数来选择CH，从而使CH均匀分布。将跳数与剩余能量和成员数相结合，选择最优的中间信道向基站转发数据。最后，通过大量仿真对其性能进行了评估，IMF‑LEACH在平均跳数、平均端到端延迟、能耗比和网络生存期等方面都有很大的提升。