【WSN通信】基于Matlab实现LEACH融合树多跳传输协议

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本文深入探讨了无线传感器网络(WSN)中的LEACH路由协议，分析其工作原理并发现存在的问题。针对这些问题，提出了基于多跳路由的WSN协议算法改进方案，旨在提高能量效率和延长网络寿命。通过Matlab进行仿真实验，对比了改进前后的协议性能，展示了改进方案的优势。

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1 简介

伴随着物联网浪潮的席卷而来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术得到了快速发展并日益成熟,无线技术走入了生活等各个领域,人们的生活方式正在发生着翻天覆地的变化,人类已经处于一个高度发达的信息时代。WSN是伴随着嵌入式计算技术、传感器技术和无线通信技术的发展孕育而生的一种新兴的传感器网络,属于分布式自组织网络,主要由许多廉价、低功耗微型传感器节点通过无线通信方式自组织而成。出于造价方面的考虑,WSN传感器节点将会受到成本的制约,其能量、内存、计算速度以及通信带宽等资源必然受到很大程度上的约束,特别是因为WSN中的传感器节点一般部署在环境复杂的地区,其电池不方便更换,这样就考验电池的续航能力,要能使用若干年。这样,能量对于WSN来说就成了一项尤为重要的资源,为了延长网络寿命,研究WSN协议的能量有效性或如何节省能量成为是人们关注的重点。本文深入研究并仿真了WSN路由协议LEACH,通过分析LEACH协议的核心思想与工作原理,发现了其存在的问题。根据WSN路由协议性能的设计要求,在簇头选举和路由的基础上对LEACH办议的算法进行了改进,提出了一种基于多跳路由的WSN路由协议算法。

2 部分代码

clc;clear all;close all;%关闭已经打开的窗口，清除内存，清除之前的历史命令A=textread('leach_number.txt');B=textread('wst_leach_number.txt');C=textread('leachmf_300_number.txt');%D=textread('leach_alive.txt');%subplot(1,1,1);x1=A(:,1);y1=A(:,2);%读取x轴，y轴x2=B(:,1);y2=B(:,2);x3=C(:,1);y3=C(:,2);%x4=D(:,1);y4=D(:,2);%title('能量对比(energy compare)');%总标题%plot(x1,y1,'k-+',x2,y2,'b-*');plot(x1,y1,'b',x2,y2,'g',x3,y3,'r');xlabel('轮数');%y轴名称ylabel('存活节点个数');%y轴名称axis([0 1000,0 100]);%坐标轴长度%hold off;legend('LEACH','LEACH TREE','LEACH 融合树');%title('存活节点个数对比(alive nodes compare)');%总标题%grid on;