多sink點WSN中均衡能耗與流量的網(wǎng)絡(luò)劃分和路由算法研究.pdf

1、目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點仍然使用電池供電，能量資源有限使得如何提高節(jié)點能效，延長網(wǎng)絡(luò)壽命成為了一個重要挑戰(zhàn)。而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計和路由的選擇將對節(jié)點能耗產(chǎn)生重大的影響。為了提高節(jié)點能量的使用效率，延長網(wǎng)絡(luò)壽命，本文在多sink網(wǎng)絡(luò)中，對與能耗緊密相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)劃分和路由協(xié)議進行了研究。
　　 為解決節(jié)點能量消耗不均和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均問題，提出均衡網(wǎng)絡(luò)能耗與流量的網(wǎng)絡(luò)劃分。首先使用最近K鄰居集合對多sink點網(wǎng)絡(luò)范圍進行劃分，再根據(jù)多sink點

2、網(wǎng)絡(luò)劃分中節(jié)點數(shù)目進行必要調(diào)整，并在多sink點網(wǎng)絡(luò)中提出能耗均衡的非均勻分簇劃分。在每個簇中綜合考慮節(jié)點剩余能量，節(jié)點到簇質(zhì)心的距離，節(jié)點與sink點的距離，選擇出最適合的節(jié)點擔(dān)當(dāng)簇頭。同時簇頭輪換機制將簇頭所需要承擔(dān)的能耗較均勻地分散到適合的節(jié)點上;而適時地調(diào)整簇的相對位置，能夠均衡簇中不同節(jié)點和不同簇的能耗。
　　 針對路由時節(jié)點能耗不同和為了適應(yīng)可能的網(wǎng)絡(luò)流量不均，提出均衡能耗與流量的路由算法。首先在多sink點網(wǎng)絡(luò)劃分

3、基礎(chǔ)上，根據(jù)多sink點的當(dāng)前可達性和距離，簇頭選擇出當(dāng)前最合適的目的sink點。在簇內(nèi)傳輸時，使用單跳傳輸方式節(jié)省能量。在簇間傳輸時，簇頭根據(jù)局部拓?fù)?，將兩跳?nèi)能耗較小的幾條路徑視為候選路徑。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量較均衡時，考慮轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對兩跳路徑上能耗的承受度，選擇出最能擔(dān)任路徑上能耗的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和相應(yīng)路徑。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量不均衡時，選擇出候選兩跳路徑中可通行流量最大的路徑為最適合路由路徑。
　　 最后，本文使用NS2網(wǎng)絡(luò)仿真工具對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量