基于能量的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在嚴(yán)重的能量約束問題，設(shè)計能量高效的路由協(xié)議以延長網(wǎng)絡(luò)的存活時間，成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的重要挑戰(zhàn)。分簇路由技術(shù)利于提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量利用及網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。在分簇路由協(xié)議中，簇首采用多跳方式與基站進(jìn)行通信時，由于靠近基站的簇首在把自身數(shù)據(jù)傳輸給基站的同時，還轉(zhuǎn)發(fā)來自遠(yuǎn)離基站的簇首的數(shù)據(jù)，使得過早耗盡自身能量而失效，導(dǎo)致能量消耗不均衡問題，降低網(wǎng)絡(luò)存活時間；同時，由于節(jié)點分布密度不同使得簇首內(nèi)成員數(shù)目不同，也會引起能

2、量消耗不均衡問題；還有，若剩余能量低的節(jié)點仍選作簇首也會造成能量負(fù)載。因此很有必要在設(shè)計分簇路由算法時考慮節(jié)點的能量負(fù)載，均衡節(jié)點的能量消耗。 從網(wǎng)絡(luò)全局出發(fā)，針對相應(yīng)的能量消耗不均衡問題，并借鑒現(xiàn)存分簇路由協(xié)議的優(yōu)秀思想，提出基于全局能量均衡的分簇路由協(xié)議算法OEBCR（OverallEnergy-BalancedClusteringRoutingProtocol）。OEBCR算法中簇的建立在采用非均勻分簇思想的基礎(chǔ)之上，融入

3、節(jié)點分布密度因素，候選簇首根據(jù)距離基站的遠(yuǎn)近與節(jié)點分布密度不同，構(gòu)造出大小結(jié)構(gòu)不一樣的簇。當(dāng)節(jié)點分布密度函數(shù)相近時，距離基站近的節(jié)點簇半徑相對遠(yuǎn)離基站的節(jié)點較小，通過減少其簇內(nèi)成員數(shù)來減輕簇內(nèi)能量消耗的負(fù)擔(dān)，保留一部分能量用于簇間的通信，從而使簇首能量消耗分布相對均勻；當(dāng)節(jié)點與基站的距離相近時，節(jié)點分布密度函數(shù)大的簇半徑相對較小，通過平衡簇內(nèi)成員數(shù)目使得簇首能量消耗相對均勻。在簇首競爭中首先使剩余能量較高的節(jié)點具有較大的概率選作候選簇首