無線傳感網(wǎng)路由協(xié)議中能量空洞問題的研究.pdf

1、路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù),由于節(jié)點(diǎn)能量得不到二次補(bǔ)充,因此,路由協(xié)議的首要目的就是節(jié)能。
　　 在大規(guī)模的數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)以多跳的形式周期性地傳輸數(shù)據(jù)到Sink節(jié)點(diǎn),靠近Sink區(qū)域的節(jié)點(diǎn)因負(fù)載過大而較早耗盡能量,從而形成能量空洞。能量空洞的出現(xiàn)使網(wǎng)絡(luò)無法正常工作,遺留大量未被充分利用的能量資源。本文主要從以下兩個(gè)方面研究了數(shù)據(jù)收集路由協(xié)議中的能量空洞問題。
　　 (1)、層次路由協(xié)議中簇頭節(jié)點(diǎn)以多

2、跳的方式將數(shù)據(jù)傳輸至Sink節(jié)點(diǎn),靠近Sink節(jié)點(diǎn)的簇頭由于轉(zhuǎn)發(fā)大量數(shù)據(jù)而形成能量空洞。本文基于不均勻分簇的思想,提出了一種以周圍節(jié)點(diǎn)剩余能量和簇內(nèi)通信代價(jià)為主要因素的分布式簇頭競爭機(jī)制,簇頭問路由以節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)能力為主參數(shù)的層次路由協(xié)議(RAUC)。所有節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身剩余能量、鄰居節(jié)點(diǎn)剩余能量以及與周圍節(jié)點(diǎn)的距離來計(jì)算簇頭競爭時(shí)刻,簇頭根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力選擇最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簇間路由。最后在OMNeT＋＋平臺上對RAUC協(xié)議仿真實(shí)現(xiàn),結(jié)果證明RAUC

3、協(xié)議性能較LEACH、EEUC有顯著提高,有效的延長了網(wǎng)絡(luò)的生存周期。
　　 (2)、節(jié)點(diǎn)不均勻布置是解決能量空洞問題的一種途徑,但已有的分布方案都存在不足,如未考慮消除數(shù)據(jù)中存在的冗余等。針對已有方案中的不足,本文從理論上分析了網(wǎng)絡(luò)中各區(qū)域節(jié)點(diǎn)的能量消耗,提出了一種新的節(jié)點(diǎn)分布方案,給出了網(wǎng)絡(luò)中具體區(qū)域所需節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的計(jì)算公式；并據(jù)此分布方案,提出了一種基于核的路由協(xié)議,節(jié)點(diǎn)以完全圖的方式成核,核內(nèi)節(jié)點(diǎn)輪流工作以避免產(chǎn)生過多的冗