面向WSN的能耗均衡非均勻分簇路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著“普適計(jì)算”技術(shù)模式的出現(xiàn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)成為對(duì)人類生活方式產(chǎn)生重大影響的信息采集技術(shù)手段之一。在WSN面臨的諸多挑戰(zhàn)中，路由協(xié)議是其中的一個(gè)重要研究課題，按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為平面路由協(xié)議和分簇路由協(xié)議。在分簇路由協(xié)議中，簇首一般進(jìn)行簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合，大大減少了網(wǎng)絡(luò)通信量，簇成員功能簡(jiǎn)單，能耗較少，而且分層結(jié)構(gòu)具有較好的可擴(kuò)充性，適合大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，因此分簇路由協(xié)議是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。但目前提出的分簇路由協(xié)議也存在一些問(wèn)題，例如，簇首的

2、產(chǎn)生開銷較大，形成的簇分布不合理，簇間通信也不能很好的實(shí)現(xiàn)簇首間的負(fù)載均衡，簇間通信沒(méi)有一個(gè)良好的框架可供以后擴(kuò)展，簇首的失效將導(dǎo)致一定時(shí)間內(nèi)的路由失敗，具有“瓶頸”效應(yīng)，等等。
　　 針對(duì)當(dāng)前存在的這些問(wèn)題，本文提出了一種能耗均衡非均勻分簇路由協(xié)議EBNC。EBNC根據(jù)WSN生命周期內(nèi)各階段的能量特征和數(shù)據(jù)傳輸“多對(duì)一”的向心性特征，從簇首的產(chǎn)生、簇間路由兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。EBNC在選舉簇首時(shí)，動(dòng)態(tài)地根據(jù)隨機(jī)數(shù)和剩余能量權(quán)衡節(jié)

3、點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)力，把競(jìng)爭(zhēng)力轉(zhuǎn)化為不同的時(shí)延，由時(shí)延決定節(jié)點(diǎn)是否成為簇首，簇的大小與節(jié)點(diǎn)距離sink節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)近有關(guān)，低于最低能量的簇首沒(méi)有簇內(nèi)成員；對(duì)于簇間通信，提出一種基于復(fù)合勢(shì)能場(chǎng)的簇間開放式路由框架，并在此框架的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了能耗均衡的簇間通信。這樣產(chǎn)生的簇首同時(shí)考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量和隨機(jī)數(shù)，有利于能耗均衡和簇的合理分布，不同的時(shí)延減少了成簇時(shí)的通信沖突；沒(méi)有成員的簇首避免了因能量耗盡而形成的“瓶頸”效應(yīng)；最終達(dá)到路由過(guò)程中能耗均衡的目的，