能量高效的WSNs分簇路由协议
2021-02-25王宗山丁洪伟李艾珊
王宗山,丁洪伟+,李 波,李 浩,李艾珊
(1.云南大学 信息学院,云南 昆明 650500;2.复旦大学 电子信息科学与技术,上海 200433)
0 引 言
随着无线通信技术的发展,无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)得到了越来越广泛的关注,WSNs通常用于监测指定区域的环境[1],但传感器节点能量有限且无法更换电池。因此,设计一种高效节能的路由算法尤为重要[2-4]。Heinzelman W等提出的经典分簇路由协议LEACH[5],通过周期性轮换簇首平衡网络能耗,提高网络性能。但LEACH随机选取簇首导致分簇不理想,缩短了网络生命周期。文献[6]对LEACH进行改进,提出QABC算法,算法考虑节点的能量与地理位置提出适应度函数,采用量子人工蜂群算法确定最优解作为簇首,从而形成网络分簇。QABC算法使簇首分布更均匀,成簇更合理,进一步提升了网络性能。文献[7]提出HEED算法。依据节点的剩余能量,迭代选取能量较高的节点作为簇首,保证簇首分布均匀。文献[8]提出PROPOSED协议,采用“先聚类分簇,后选举簇首”的方式,首先采用粒子群算法分割网络区域,然后在每个区域内选举簇首。文献[9]在非均匀聚类的基础上引入多跳,通过合理的方式选择中继节点,有效均衡了网络能耗。文献[10]引入模糊规则,结合节点的剩余能量和位置信息提出FLECR算法。文献[11]引入“网格”概念,并考虑节点剩余能量完成簇首选举,显著提升了网络生存期。文献[12]引入蚁群算法,结合节点的地理位置和剩余能量,提出一种基于蚁群的新路由算法。文献[13]提出基于K-Means的均匀分簇路由(KUCR)算法,在网络初始化时期利用K-Means分簇,在每个簇内考虑节点位置坐标和剩余能量选举簇首。……
