基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议

摘要 针对无线传感器网络（WSN）存在"能量热区"和系统鲁棒性较差的问题，提出了一种基于奇偶轮成簇和双簇首的非均匀分簇协议（UCOD）。首先，优化竞争半径函数，使簇首分布更合理；其次，引入主副簇首机制，当主簇头能量低于设定的能量阈值时进入休眠，副簇头同时执行主副簇头功能以提高鲁棒性；然后，采用奇偶轮不同的成簇机制，奇数轮全局节点竞争簇首，偶数轮在奇数轮簇内选择簇首，减少节点入簇选择耗能；最后，将网络分级，节点根据位置、能量、转发次数和周围节点数在下一级选择中继节点。仿真结果表明，UCOD与分布式能量均衡非均匀分簇协议（DEBUC）和基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议（HRPNC）相比，网络生命周期延长了28.4%和13.7%，丢包率在簇首损坏50%的情况下降低了39.1和27.5个百分点。实验结果表明，UCOD能够有效提高能量效率和系统鲁棒性