Wireless Sensor Networks (WSNs) comprise of large number of sensor nodes, which sense and measure various physical phenomena related parameters and transmit the measured data towards the base station by making use of the neighbouring nodes acting as relay nodes. In order to extend the lifetime of a WSN application, it is necessary to distribute the energy dissipated among the nodes evenly in the network and improve the overall system performance. The lifetime of network depends on the underlying routing protocol. This paper presents various energy-efficient routing protocols being widely used. A performance comparison of direct transmission protocol, MTE protocol and LEACH protocol and improved LEACH and multi-level LEACH protocols like MLEACH protocol, DD-LEACH protocol and TL-LEACH protocol is presented. This work also proposes an energy efficient and improved multi-level LEACH protocol and DD-TL-LEACH protocol. For the purpose of simulation analysis, the NS-3 simulation platform has been made use of

چکیده

شبکه های حسگر بی سیم (WSNها) از تعداد زیادی از گره های حسگر تشکیل شده اند، که پارامترهای مربوط پدیده های مختلف فیزیکی را حس و اندازه گیری می کنند و داده های اندازه گیری شده را با استفاده از گره های همسایه به عنوان گره رله، به سمت ایستگاه پایه انتقال می دهند. به منظور افزایش طول عمر کاربرد WSN، توزیع انرژی پراکنده بین گره ها در شبکه به طور مساوی و بهبود عملکرد کلی سیستم لازم است. طول عمر شبکه بستگی به پروتکل اصولی مسیریابی دارد. این مقاله پروتکل های مختلف مسیریابی انرژی کارآمد که به طور گسترده استفاده می شوند را ارائه می دهد. یک مقایسه عملکرد از پروتکل انتقال مستقیم، پروتکل MTE و پروتکل LEACH و پروتکل های بهبود یافته LEACH و LEACH چند سطحی مانند پروتکل MLEACH، پروتکل LEACH - DD و پروتکل TL-LEACH ارائه شده است. این کار همچنین یک پروتکل انرژی کارآمد و بهبود یافته­ی چند سطحی LEACH و پروتکل DD-TL-LEACH را پیشنهاد می دهد. به منظور تحلیل شبیه سازی، از پلت فرم شبیه سازی NS-3 استفاده شده است.

1-مقدمه

شبکه حسگر بی سیم (WSN) مجموعه ای از گره های مختلف است که متشکل از سنسورها، مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)، میکرو کنترلر، حافظه، الکترونیک رادیو و آنتن، باتری و مبدل DC به DC می باشد. گره ها با محدودیت منابع مختلف در ارتباط هستند: انرژی محدود باتری و توان محاسباتی محدود و ظرفیت حافظه کوچک. جایگزینی باتری ها در گره ها غیرعملی است چون این گره ها به طور معمول در مکان های خصمانه و راه دور مستقر شده اند...