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【路由协议LEACH和EAMMH】无线传感器网络中的聚类:使用MATLAB对EAMMH和LEACH协议的性能比较研究(Matlab代码实现)

2024年08月01日 C/C++ 我要评论
摘要传感器网络的主要设计问题之一是保护每个传感器节点中可用能量。增加网络的寿命对于无线传感器网络非常重要。为此,已经开发了许多路由算法。在所有这些算法中,聚类算法在增加网络寿命以及其中节点的效率方面获得了很多重要性。聚类为延长无线传感器网络寿命提供了一种有效的方式。本文详细比较了两种著名的路由协议,即LEACH和EAMMH,在几种一般情景下的表现,并对模拟结果与已知的以能量和网络寿命为主要指标的度量进行了简要分析。本文将介绍从对这些协议结果的分析中得出的结果和观察。关键词。

💥1 概述

摘要
传感器网络的主要设计问题之一是保护每个传感器节点中可用能量。增加网络的寿命对于无线传感器网络非常重要。为此,已经开发了许多路由算法。在所有这些算法中,聚类算法在增加网络寿命以及其中节点的效率方面获得了很多重要性。聚类为延长无线传感器网络寿命提供了一种有效的方式。本文详细比较了两种著名的路由协议,即leach和eammh,在几种一般情景下的表现,并对模拟结果与已知的以能量和网络寿命为主要指标的度量进行了简要分析。本文将介绍从对这些协议结果的分析中得出的结果和观察。
关键词
无线网络,比较,leach,eammh,能效,多路径,多跳

近年来通信技术领域的进步以及廉价无线设备的制造已经导致了最低功耗无线传感器网络的部署。由于传感器节点的部署便利性和多功能性,无线传感器网络已被用于诸如海洋波浪监测、温度监测等各种应用 [1,2]。无线传感器网络的关键问题是最大化网络寿命以及在网络寿命内成功传输的数据量。在传感器网络中,数据传输模型是这样的,即一个基站通常位于传感器感测/测量数据的场地的边界或之外 [3]。研究人员提出了许多路由协议来改善无线传感器网络中不同应用的性能。无线传感器网络中的大多数协议都是基于单路径路由策略设计的,而不考虑各种负载流量强度的各种影响。逐跳基础的数据传输会增加路由表管理的开销,并迅速降低靠近基站的那些节点的寿命,因为这些节点将被广泛用作中继节点。这样的网络将不存在,因为靠近基站的节点的能量会迅速耗尽。已经提出了许多路由协议来克服这些问题 [4,5]。在这些中,聚类算法引起了很大兴趣,因为它们可以同时平衡无线传感器网络操作的几个关键因素 [1]。选择一个任意的节点作为多个传感器节点的服务节点,而不是每个传感器节点都尝试到达网关节点,可以延长网络的寿命并大大降低能量利用率。选择一个节点作为多个邻近节点的服务节点的过程称为“聚类”。

📚2 运行结果

2.1 eammh

2.2 leach

部分代码:

%x and y coordinates of the sink
sink.x=1.5*xm;
sink.y=0.5*ym;

%number of nodes in the field
n=200

%optimal election probability of a node
%to become cluster head
p=0.2;
intermediate=1;
%energy model (all values in joules)
%initial energy 
eo=0.1;
%eelec=etx=erx
etx=50*0.000000001;
erx=50*0.000000001;
%transmit amplifier types
efs=10*0.000000000001;
emp=0.0013*0.000000000001;
%data aggregation energy
eda=5*0.000000001;

%values for hetereogeneity
%percentage of nodes than are advanced
m=0.0;
%\alpha
a=1;

%maximum number of rounds
rmax=100

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% end of parameters %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%computation of do
do=sqrt(efs/emp);

%creation of the random sensor network
figure(1);
hold off;
for i=1:1:n
    s(i).xd=rand(1,1)*xm;
    xr(i)=s(i).xd;
    s(i).yd=rand(1,1)*ym;
    yr(i)=s(i).yd;
    s(i).g=0;
    %initially there are no cluster heads only nodes

🎉3 参考文献

🌈4 matlab代码、文章

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