基于博弈論能耗均衡的WSN分層路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks,WSN）是由大量分布在檢測(cè)區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)自治組織方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。因具有自組織性和低能耗性，而備受人們關(guān)注并被評(píng)為了21世紀(jì)最具有影響力的十大技術(shù)之一。
　　在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，路由技術(shù)是現(xiàn)今研究熱點(diǎn)的技術(shù)之一。如何設(shè)計(jì)出能量高效利用、可靠性高、安全的路由算法成為了設(shè)計(jì)傳感器路由的追求目標(biāo)。在分層路由中，WSN被劃分為多個(gè)簇，靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的簇頭要消耗更多的能量

2、來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)其它簇的數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)之間的能量消耗不均會(huì)造成“能量空洞”現(xiàn)象，影響網(wǎng)絡(luò)性能。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文提出了一種基于博弈論能耗均衡的非均勻分簇路由算法（Game Theory based energy balance unequal clustering routing，GBUC）。在該路由協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)基于時(shí)間機(jī)制進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)來(lái)產(chǎn)生簇頭，可以避免能量剩余較少的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭，每個(gè)簇頭根據(jù)自己離基站的距離來(lái)決定自己的通信半徑，分簇階段結(jié)束

3、，WSN被劃分成大小不同的簇結(jié)構(gòu)，簇越靠近匯聚節(jié)點(diǎn)，半徑劃分得越小，通過(guò)控制簇內(nèi)通信的能耗來(lái)達(dá)到均衡簇頭的能耗；為了分擔(dān)簇頭的能量消耗，在簇與簇的重疊處選擇出能量較高的節(jié)點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)的選擇既可以減少簇頭的能量消耗，而且有效地繞過(guò)WSN中的“能量空洞”。在簇間通信過(guò)程中，我們構(gòu)建一個(gè)路由博弈模型，效益函數(shù)和通信距離、鏈路的可靠度和通信節(jié)點(diǎn)的剩余能量相關(guān)聯(lián)，每個(gè)理性節(jié)點(diǎn)都選擇收益最高的鄰居節(jié)點(diǎn)（包括中繼節(jié)點(diǎn)）作為下一跳路由，當(dāng)達(dá)到