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節點間互相通信是無線傳感網絡的基礎,具體過程為:在無線傳感網絡中將數量為P個傳感器節點設置出來,這些節點均在無線傳感網絡覆蓋區域中均勻分布,該覆蓋區域為正方形,邊長為b。該網絡只包含一個基站,無線傳感網絡覆蓋區域外該基站的空間位置是固定的。節點的空間位置在無線傳感網絡中也是保持不變的。所有節點均具有基本相同的能量,但是可以依據實際情況調整節點的通信覆蓋半徑。一個數值會在無線傳感網絡中傳感節點的作用下隨機生成,假設該數值比閥值小,那么判斷該節點為簇頭節點,能夠進行通信,(,p,q,l分別為全部傳感節點的數量、無線傳感網絡中簇頭節點所占的比例、網絡中簇的數目)。
傳統LEACH算法是在傳輸數據的過程中運用單跳傳輸方法:依據節點屬性之間的關聯性能夠完成無線傳感網絡通信。但是,傳統算法沒有對離群節點問題進行考慮,假設有大量的離群特征點出現在無線傳感網絡中,那么將導致無線傳感網絡具有比原來低的空間連通性,從而會促進該網絡通信效率的顯著降低。依據我們可以得出,假設離群特征點的數量比原來多,那么無線傳感網絡中的能量消耗就會比原來大。依據我們可以得出,假設無線傳感網絡中的能量效果比原來大,那么其導致的簇頭節點閥值就會比原來小,從而促進閥值節點數目的極大減少,最終促進傳感節點在無線傳感網絡中的連通程度較原來低。
2無線傳感網絡通信優化算法分析
2.1簇頭節點的選取運用傳統的LEACH算法構建路由協議的過程中,全部節點擁有相同的能量,因此,可以在覆蓋區域中隨機選取簇頭節點,成為簇頭節點的所有節點具有相同的概率。但是,經過幾次通信后,節點擁有的能量之間的差別將會越來越大,假設此時仍然能夠隨機選取簇頭節點,那么就極易造成簇頭節點能量比普通節點小的情況。因此,需要優化處理簇頭節點的選取方法。在優化處理選取簇頭的過程中,一個重要的衡量標準就是節點擁有的能量。經過上述優化處理,具有較高能量的節點將更易成為簇頭節點,這樣能夠促進無線傳感網絡魯棒性的顯著改善。將Fcurrent、Foriginal、分別設置為當前通信過程中節點中剩余的能量、節點沒有進行通信時的能量、節點剩余能量等級。依據上述方法選取簇頭節點能夠促進具有較低能量的節點成為簇頭節點可能性的顯著降低,對由于簇頭節點具有過低的能量造成無線傳感網絡具有較低的連通性的問題進行有效的避免。
2.2簇頭節點的分布為了促進無線傳感網絡的可擴展性的極大提升,應該在覆蓋區域均勻分布網絡中的節點,同時區域化處理網絡覆蓋區域,保持一定的簇頭節點和基站距離,從而對簇頭節點過于集中分布的問題進行有效的規避。將無線傳感網絡的覆蓋區域面積設置為S,將所有節點中簇頭節點所占的比例設置為q。假設覆蓋了整個目標區域,那么可以運用以下公式將簇頭節點的覆蓋半徑計算出來:
將無線傳感網絡中簇頭節點之間的距離設置為E,那么該距離的取值應該比簇頭覆蓋區域直徑小。為了使無線傳感網絡覆蓋區域均勻分布簇頭節點,可以運用以下公式將簇頭節點之間的距離計算出來,將HEAD(j)設置為任意簇頭節點,那么該簇中的成員就可以包括簇頭節點覆蓋區域半徑中的普通節點。依據上述方法可以有效控制無線傳感網絡中全部簇頭之間的距離,從而使簇頭節點的均勻分布得到切實有效的保證。
作者:李俊松蘇艷濤單位:廊坊市開發區中油新星電信工程有限公司