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基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法技术

技术编号:11097469 阅读:85 留言:0更新日期:2015-03-04 03:10
本发明专利技术涉及一种基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法,采用最大最小法选取簇中心,根据簇中心重新分簇,簇头的选举按照权值最大的原则,根据节点到簇头的距离形成新簇,改善了LEACH协议簇头随机选取的不足,使网络的能耗均匀的消耗在各个节点上。采用连续Hopfield神经网络在簇头和Sink间产生一条通信路径最短的链路,对所述链路进行优化形成以Sink为中心的多跳树簇式链路,降低了采用单跳方式导致的长距离通信所产生的能耗。本发明专利技术改善无线传感器网络能量异构环境下LEACH协议中簇头选举和节点单跳机制的不足,在延长网络的稳定期和能量均衡方面比LEACH算法都有了明显的改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线路由
,特别是涉及基于最大最小距离法的分簇多跳路由 方法。
技术介绍
无线传感网络(WSN)被认为是21世纪最重要的技术之一,是一种新型的信息获取 和处理技术。WSN是综合了基于微电子的传感器技术、分布式信息处理技术和无线通信技 术,通过网络节点之间协作实时监测和感知和采集网络发布区域内的各种环境或监测对象 信息,可以被广泛应用在如医疗卫生、环境监测、交通管理、国防军事等领域。由于传感器节 点的电源能量、计算能力和通信能力非常有限,所以必须有一个好的路由协议以尽量延长 网络的生存时间和网络性能。 无线传感器网络采用能量优先的选择,需要考虑节点能量消耗以及网络能量均衡 使用问题。分簇算法已经被证明能够有效的节约能量,LEACH是一种比较成熟的分簇算法, 其基本思想是减少了与基站直接通信的节点数目,并通过数据融合减少了通信量,采用节 点轮流随机担任簇头的方式均衡网络能耗。但网络中簇头节点的产生与节点的分布无关, 容易造成节点稀疏区域簇头节点很少或者没有的情况,这样该区域的普通节点直接与Sink 通信,导致普通节点能量大量消耗提前死亡,直接影响网络的生存时间。簇头与Sink通信 采用了单跳通信机制,对于远距离通信所消耗的巨大能量并没有什么有效的减免措施。因 此基于上述问题提出一种有效均衡了网络的能 耗,延长了网络的稳定期,并保证了簇头分布的均衡性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种,以解决现有 技术中LEACH算法中节点之间采用单跳方式导致的长距离通信能耗高和簇头随机性所导 致的簇头分布不均的问题。 为解决上述技术问题,作为本专利技术的一个方面,提供了一种基于最大最小距离法 的分簇多跳路由方法,其特征在于,包括:步骤1,将节点采用最大最小距离法产生K个簇中 心;步骤2,根据节点到簇中心的距离形成K个簇,簇头的选举按照权值最大的原则;步骤 3,根据节点到簇头的距离形成新簇,簇头自动当选下一轮通信的簇中心;步骤4,采用连续 Hopfield神经网络在簇头和Sink间产生一条通信路径最短的链路;步骤5,对所述链路进行 优化形成以Sink为中心的多跳树簇式链路;步骤6,使节点数据通过分层多跳并通过数据 融合传递给Sink节点,经过预定的通信时间后,若存在节点死亡,跳转执行步骤1,否则跳 转执行步骤2。 进一步地,所述步骤1中采用最大最小的方法可以取尽可能离得远的节点为聚类 中心。 进一步地,所述步骤2中记录下节点的剩余能量等信息,在每个簇内链路上按照 权值最大的原则选取簇头。这里定义权值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法,其特征在于,包括:       步骤1,将节点采用最大最小距离法产生K个簇中心;    步骤2,根据节点到簇中心的距离形成K个簇,簇头的选举按照权值最大的原则;    步骤3,根据节点到簇头的距离形成新簇,簇头自动当选下一轮通信的簇中心;    步骤4,采用连续Hopfield神经网络在簇头和Sink间产生一条通信路径最短的链路;    步骤5,对所述链路进行优化形成以Sink为中心的多跳树簇式链路;    步骤6,使节点数据通过分层多跳并通过数据融合传递给Sink节点,经过预定的通信时间后,若存在节点死亡,跳转执行步骤1,否则跳转执行步骤2。

【技术特征摘要】
1. 一种基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法,其特征在于,包括: 步骤1,将节点采用最大最小距离法产生K个簇中心; 步骤2,根据节点到簇中心的距离形成K个簇,簇头的选举按照权值最大的原则; 步骤3,根据节点到簇头的距离形成新簇,簇头自动当选下一轮通信的簇中心; 步骤4,采用连续Hopfield神经网络在簇头和Sink间产生一条通信路径最短的链路; 步骤5,对所述链路进行优化形成以Sink为中心的多跳树簇式链路; 步骤6,使节点数据通过分层多跳并通过数据融合传递给Sink节点,经过预定的通信 时间后,若存在节点死亡,跳转执行步骤1,否则跳转执行步骤2。2. 根据权利要求1所述的基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法,其特征在于,所 述步骤1中采用最大最小的方法可以取尽可能离得远的节点为聚类中心。3. 根据权利要求1所述的基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法,其特征在于,所 述步骤2中记录下节点的剩余能量等信息,在每个簇内链路上按照权值最大的原则选取簇 头;这里定义权值这里,为节点的当前能量,^Emax为节点的初始能量,Jmax为所有节点中和基站的 最远距离,节点和Sink的距离。4. 根据权利要求1所述的基于最大最小距离法的分簇多跳路由方法,其特征在于,所 述步骤3中根据选举产生簇头,并对剩余...

【专利技术属性】
技术研发人员:周晓明龙承志向满天陆枭
申请(专利权)人:南昌大学
类型:发明
国别省市:江西;36

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