無線感測器網路分簇協議總結

2021-07-15 19:18:41 字數 2384 閱讀 3931

leach協議:

主要思想:

優點:1.均分能耗到每個節點,延長了網路生存時間

2.提出了資料融合思想,在簇首節點,減少了資料傳輸量,減少了碰撞機率,較少了能耗,提高的資料的精度

缺點:1.簇首選擇的隨機性,簇首個數不確定(保證了每一輪選擇簇首的期望數目k)

2.簇首位置的隨機性,沒有考慮簇首的剩餘能量,可能分布不均,可能加速節點的死亡

leach-c協議:

主要思想:

**控制成簇演算法。每一輪開始所有節點將自身的剩餘能量資訊,節點的位置(gps

)傳送給基站,基站模擬退火演算法選擇本輪最優的簇首個數,基站先計算所有節點的平均能量,那些能量低於平均水平的節點將不能成為簇首的候選節點,在剩下的節點中通過退火演算法來確定本輪最好的

k個簇首。這個演算法將最小化普通節點與簇首節點間的通訊距離,一旦最佳簇首和相關的簇集確定後,基站廣播這一訊息給網路所有節點,廣播包中包含簇首的

id等資訊,如果乙個節點的

id與自己的

id相同,那麼這個節點就擔任簇首的角色。

優點:1.考慮了節點的位置及能量,每一輪

leach-cc協議:

主要思想:set-up階段與

leach-c

一樣,基站通過模擬退火演算法,

leach-cc

協議建立簇首路由時,利用相鄰節點的距離及各自剩餘能量值,在整個網路中建立與更新簇首間的資訊素(蟻群演算法)濃度,然後根據資訊素濃度計算相鄰簇首被選擇作為下一跳的概率,資訊素濃度越大,被選擇的概率越大,從而形成簇間路由。選擇簇首節點中剩餘能量最高的簇首為

leader

;簇首鏈式路由由距離

leader

最遠的節點發起,發起簇首傳送資訊給資訊素最大的下一跳簇首,下一跳簇首進行與自身資料融合,再發給下一跳簇首節點,直至到達

leader

節點。由

leader

節點負責將簇首發送來的資料融合後通過單跳的方式傳送給基站。

優點:1.保證每一幀只有乙個節點與距離較遠的基站進行通訊,節省了大量能量消耗。

2.簇首選擇距離最近的節點作為下一跳物件,節省了各簇首消耗的能量。提高了網路的生存時間。

leach-f協議:

主要思想:主要的思想是實現對網路進行簇集的劃分,每個簇集在固定的區域內選擇自己簇集的簇首。省略了leach

協議的set-up

階段,將乙個簇集內所有節點按照

id排乙個固定的序列,每個序列中的下乙個節點來充當簇首節點即可,依次輪迴。

優點:1.簇集一旦劃分完畢後無需在每一輪的開始進行set-up

而節省能量。

缺點 1.消耗無謂的能量。貌似解決了簇首分布不均的問題而又節省了能量,但是又帶來了新的問題。a

簇集的簇首

ca靠近簇集的邊界,在簇集

b中的普通節點

b1距離

ca更近,此時b1與

ca通訊更節省能量,但是在劃分了簇集後不得不與距離更遠的本簇集的簇首

cb通訊,從而消耗了無謂的能量。

2.可擴充套件性差。由於提前劃分了簇集及節點排序,是得leach-f

不適合於動態網路,如不能在新節點加入網路時給新節點分配時隙。

dfucar協議

主要思想:使用模擬退火演算法構建初始簇,簇頭多跳傳輸(最小傳輸路徑),同時,簇頭在間隔一定的時間就判斷自身當前的剩餘能量,如果剩餘能量與當選為簇頭時的初始能量相比大於設定值(比如0.5),

否則就要進行簇頭更換。

newleach協議:

主要思想:主要改進了簇頭的選舉公式,設定了乙個距離因子和能量因子。簇頭的最優選擇是當前輪數剩餘能量高的距離**區域中心進的節點應該有更大的機率當選為簇頭。

mit協議

主要思想:節點通過多跳的方式建立路由,並且每一跳都是基於最小傳輸代價,最後將資料傳輸到基站。各個路徑的規劃在**開始前進行計算。

優缺點:

當乙個節點死亡,該節點的上游節點需要傳送資料到該節點的下乙個鄰居節點來保證網路的連通性。這就使得上游節點增加了傳輸能耗。當網路中監測的資料沒有相關性時(因此網路中不會進行資料融合)的,這是一種低能耗的方式。然而,感測器網路中分布著大量的節點,並且所監測的資料往往具有很高的相關性,多餘的資料是沒有必要傳輸到基站的。

靜態分簇協議

主要思想:事先分配好固定的簇及和簇首節點。普通節點只在自己的tdma

時隙內傳送資料到簇首節點,簇首節點進行資料融合後再傳輸到基站。

優缺點:

這種方式省去了成簇的開銷,但是一旦簇首節點耗盡了能量,這個簇集內的其他節點就失去了和基站的通訊。

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