【摘要】：針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇結(jié)構(gòu)存在簇間重疊覆蓋率較高和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)能量不均衡的問(wèn)題,提出一種能量級(jí)別的蜂窩聚類(lèi)結(jié)構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。給出最小化總簇頭能耗下的簇間通信距離,減少簇頭在通信上的能量負(fù)擔(dān),由于分簇結(jié)構(gòu)的正六邊形特征使得所有的簇間通信距離相同,有利于簇頭間的能量均衡,簇間的重疊覆蓋率達(dá)到最小,提高網(wǎng)絡(luò)的能量利用效率。在簇頭的選擇上,采用一種基于能量級(jí)別的簇頭選舉機(jī)制,延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的平均壽命。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比基于多層次和距離感知的集群機(jī)制以及基于多目標(biāo)模糊聚類(lèi)的分簇算法,CSLC算法在節(jié)點(diǎn)平均剩余能量上分別提高了15.6%和24.5%,節(jié)點(diǎn)存活時(shí)間分別提高了15.8%和4.7%。
【圖文】：

第３８卷第７期邐劉文杰，白艷宇：蜂窩聚類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的能量級(jí)別分簇和簇頭選擇算法邐．１７６１邋．逡逑（ｇ）邐結(jié)構(gòu)如圖１的蜂窩聚類(lèi)結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)分為４種逡逑＾邐＾邋Ｘ邐狀態(tài)，分別為：逡逑簇頭：當(dāng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭，并廣翻息給簇內(nèi)成員宣逡逑Ｅ，，邋＝ＪＶｆ（ＥＭ，，，＋Ｅ？＋ＥＬ）邐稱(chēng)當(dāng)選簇頭，接著簇頭分配時(shí)隙給不同的簇內(nèi)成員在其數(shù)逡逑＝Ｍ（（ＥＵＲ－邋＋邋Ｅ，）Ｎ＾ａ邋＋邋ＥｒＮ？）邋＋邐據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行登記。簇頭定期根據(jù)所分配的時(shí)隙在簇頭間或逡逑ｍｅ，ｖｒ邋（ｔ－Ｎｒｍｕｖ：Ｎ＂－）邐簇頭與匯聚節(jié)點(diǎn)間發(fā)送和接收信息。逡逑ＶＲ邐簇內(nèi)成員：一個(gè)簇內(nèi)成員屬于一個(gè)特定的集群，它定逡逑

？邋１７６２邋？邐計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)邐２０１７年逡逑個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果都是１00次實(shí)驗(yàn)仿真后的平均值，并且每次仿邐上逡逑真時(shí)間都為１０００輪。橫坐標(biāo)》表示網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，每個(gè)邐炎，＾邋．必逡逑網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均剩余能量記錄值都是在節(jié)點(diǎn)數(shù)量變化的條件逡逑６００－邐Ｍ邐ｊＱ－邋－逡逑下進(jìn)行的，節(jié)點(diǎn)平均剩余能量的計(jì)算方法為仿真結(jié)束后所．邐｜邐ｚ，：，．．＇．．．．邐一＂一°逡逑有節(jié)點(diǎn)的剩余能量除以節(jié)點(diǎn)數(shù)。從圖２的曲線走勢(shì)可以看邐ｇ５５（ｒ逡逑出，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增多，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均剩余能量都在逐邐ｇ邋５００：逡逑漸增大，這是由于節(jié)點(diǎn)增多使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)平均到的能量負(fù)邐＜Ｔ４５０－逡逑擔(dān)變小，剩余能量增大。在圖２中ＣＳＬＣ算法的節(jié)點(diǎn)平均邐？邋４００］邋ｆ逡逑剩余能量相比ＥＥＭＤＣ算法和ＭＯＦＣＡ算法分別提高了邐Ｚ逡逑１５．６％和邋２４．５％。ＭＯＦＣＡ算法在減少能量消耗的問(wèn)題上邐．．＇２＾0邋＇邋３ｍ邋＇邋４ｍ邋＇邋ｓｍ邋＇邋６ｍ邋＇邋７ｒｏ邋＇邋ｓｉｘ）＇逡逑聯(lián)注了|>頭的選舉方法，族間數(shù)據(jù)通信的能量消耗問(wèn)題邐＾ＫＫＭＯＣ邋ＭＯＦＣＡ邋ＣＳＬＣ逡逑并沒(méi)有考慮，而ＥＥＭＤＣ算法在能量問(wèn)題上考慮了簇頭與邐￣邐＃邐．逡逑基站的距離以及簇頭間的跳數(shù)，然而會(huì)使靠近匯聚端的節(jié)邐＠３邐＋邋ｆ逡逑點(diǎn)帶有更大的能量負(fù)擔(dān)，且減少跳數(shù)意味著族間灥信距初始節(jié)點(diǎn)數(shù)為４00個(gè)，從圖中可以看出，剩余存活節(jié)點(diǎn)數(shù)逡逑離變長(zhǎng)’|>頭的能量負(fù)擔(dān)也更大。ＣＳＬＣ邋＿＿窩聚類(lèi)結(jié)枿仿栥數(shù)的增加而不斷減少。通過(guò)文獻(xiàn)［ｕ］實(shí)驗(yàn)部逡逑構(gòu)采用最小化總簇頭能耗下的簇間通ｆｅ距離’并且簇頭Ｗ邐分可以了解到⑷冗八算法的仿真節(jié)點(diǎn)數(shù)為１（）（）個(gè)，，每個(gè)逡逑選擇機(jī)制考慮
【作者單位】： 南陽(yáng)理工學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心;中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院信息技術(shù)系;
【基金】：河南省科技攻關(guān)重點(diǎn)計(jì)劃基金項(xiàng)目(122102210563;132102210215) 河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目計(jì)劃基金項(xiàng)目(15B520008) 河南省科技廳資助性基金項(xiàng)目(9412012Y0004;9412012Y0005)
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2523133