L5、负载均衡的无线传感器网络自适应分组成簇算法技术分析.docVIP

收稿日期 ：2011－01－14； 修回日期 ：2011－03－08。 作者简介 ： 胡亚明 （1982－）， 男 ， 湖北黄梅人 ， 硕士研究生 ， 主要研究方向 ： 计算机网络与通信 ； 邓亚平 （1948－）， 男 ， 重庆人 ， 教授 ， 主要研 究方向 ： 计算机网络与通信 、 信息安全 ； 杨佳 （1984－）， 男 ， 河南洛阳人 ， 硕士研究生 ， 主要研究方向 ： 计算机网络 、 信息安全 。文章编号 ：1001－9081（2011）08－02056－03doi：10．3724/SP．J．1087．2011．02056负载均衡的无线传感器网络自适应分组成簇算法胡亚明 ， 邓亚平 ， 杨佳（ 重庆邮电大学计算机科学与技术学院 ， 重庆 400065） (all_the_same@126．com)摘要 ： 分析了分簇路由协议中的经典低功耗自适应集簇分层型协议 （LEACH） 算法与分组成簇算法 ———SGCH 的不足 ， 提出了一种分布式分组成簇算法 ———AGCH。 首先分布式随机生成候选组首 ， 然后通过距离竞争将所有节点 分为固定的分组 ； 各分组选取簇首时 ， 综合考虑节点的剩余能量及其簇内通信代价 。 仿真实验表明 ， 该算法能有效均 衡网络能耗 ， 延长网络的稳定期 。 关键词 ： 无线传感器网络 ； 负载均衡 ； 自适应分组成簇 ； 距离竞争 中图分类号 ：TP393．027 文献标志码 ：ALoad-balancedadaptivegroupclusteringalgorithmforwirelesssensornetworkHUYa-ming，DENGYa-ping，YANGJia( SchoolofComputerScienceandTechnology，ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing400065，China)Abstract:Incluster-basedroutingalgorithms，thedrawbacksofclassicalLowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy (LEACH)algorithmandSteadyGroupClusteringHierarchy(SGCH)algorithmwereanalyzedtoproposeanewadaptivegroup clusteringhierarchy(AGCH)algorithm．Duringthegroupstage，thegroupheadscandidatewerefirstlyrandomlyselected， andthenallthenetworknodesweredividedintofixedgroupsthroughrangecompetitionamongtheheads．Whenselecting clusterhead，eachgroupconsiderednotonlytheresidentialenergyofnodes，butalsotheirintergroupcommunicationcost． Thesimulationresultsshowthattheproposedalgorithmcaneffectivelybalancethenetworkenergyconsumptionandprolongthe stabilityperiodofsensornetworks． Keywords:WirelessSensorNetwork(WSN);loadbalance;adaptivegroupclustering;rangecompetition0 引言无线传感器网络 （WirelessSensorNetwork，WSN） 是由部 署在监测区域内大量具有微处理能力的微型传感器节点组 成 ， 并通过无线通信方式形成的一种自组织网络 。 传感器网 络以其低成本 、 低功耗 、 快速展开等特点 ， 在军事 、 环境监测 、 工商业及医疗等领域都具有巨大的实用价值［ 1］。 路由协议是无线传感器网络的主要研究方向之一 。 其 中 ， 基于簇的路由协议因能有效降低网络能耗和增强网络的 可扩展性 ， 已得到广泛的研究 。 分簇路由协议的主要思想是 根据某种策略将网络划分为若干子区域 ， 称之为 “ 簇 ”。 各区 域 （ 一个簇 ） 通常包含一个簇首节点和其他簇成员节点 。 成 员节点向簇首发送所收集的数据 ， 簇首负责数据融合及压缩 并将其传送至基站 。 文献 ［2－3］ 比较并总结了一些典型分簇路由算法的特 点和适用性 。 其中低功耗自适应集簇分层型协议 （Low EnergyAd