能耗均衡的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)不等環(huán)分層路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）一經(jīng)部署，通常預(yù)期要運(yùn)行幾個(gè)月甚至幾年之久。而在傳感網(wǎng)中每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)由于體積限制只能配備能量有限的小電池。所以能耗對(duì)于傳感網(wǎng)絡(luò)來(lái)講至關(guān)重要，眾多為WSN開(kāi)發(fā)的協(xié)議策略都旨在幫助傳感節(jié)點(diǎn)在能源供應(yīng)嚴(yán)格約束下實(shí)現(xiàn)盡可能長(zhǎng)的生命周期。其中很多的能量高效利用方案可以降低能耗，但是不能解決無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中能耗不均衡的問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，不同的節(jié)點(diǎn)具有不同的能耗且在網(wǎng)絡(luò)中扮演不同的角色，所以這種情況下往往網(wǎng)絡(luò)生命周期由關(guān)鍵能耗和

2、瓶頸節(jié)點(diǎn)決定，因?yàn)槠淠芎乃俣茸羁?。即使采用輪換關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的方案（如LEACH算法），但會(huì)不可避免增加網(wǎng)絡(luò)的信令、容量和能耗開(kāi)銷。
　　首先，論文對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀和背景進(jìn)行了介紹，總結(jié)歸納傳感網(wǎng)能量有限等特點(diǎn)以及影響能耗的因素，并就能耗問(wèn)題闡述了現(xiàn)有相關(guān)解決方法和思想，分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)每一層中相應(yīng)的解決技術(shù)。然后論文主要針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network）中“多對(duì)一”的數(shù)據(jù)傳輸模式，距離匯聚節(jié)點(diǎn)（s

3、ink）遠(yuǎn)的傳感節(jié)點(diǎn)傳輸負(fù)荷較輕，距離 sink近的節(jié)點(diǎn)，尤其是周圍節(jié)點(diǎn)因要轉(zhuǎn)發(fā)外部大量數(shù)據(jù)和自身產(chǎn)生數(shù)據(jù)而負(fù)荷較重。在這種能耗使用不均衡的情況下，會(huì)導(dǎo)致靠近 sink的節(jié)點(diǎn)比遠(yuǎn)離 sink的節(jié)點(diǎn)先行耗盡能量而死亡，這種“熱區(qū)效應(yīng)”會(huì)產(chǎn)生路由空洞問(wèn)題，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提前癱瘓，網(wǎng)絡(luò)生存周期大大降低。本文首先基于整體網(wǎng)絡(luò)能耗平衡目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種不等環(huán)的次優(yōu)分層網(wǎng)絡(luò)路由。在均勻分布的傳感節(jié)點(diǎn)環(huán)境中，以匯聚節(jié)點(diǎn)（sink）為中心，按照拓?fù)渚嚯x進(jìn)行分