無線傳感器網(wǎng)絡鏈式路由算法.pdf

1、當下，無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network，WSN)的應用領域日益廣泛。研究人員為了監(jiān)測某一區(qū)域的情況，如森林的溫度，將大量的傳感器節(jié)點部署在監(jiān)測區(qū)域，這些傳感器節(jié)點所形成的無線自組織網(wǎng)絡就是WSN。傳感器節(jié)點通常將收集到的數(shù)據(jù)通過多跳的方式發(fā)送到匯聚節(jié)點，以供研究使用。由于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡路由協(xié)議不能有效的應用于WSN，因此在設計WSN時必須要考慮如何設計WSN路由協(xié)議。
　　WSN鏈式路由協(xié)議是WSN路由

2、協(xié)議的一種，它適用于小規(guī)模的網(wǎng)絡。它的應用領域也很廣泛，例如，監(jiān)測室內(nèi)的CO2濃度等。它和其它WSN路由算法相比優(yōu)點如下:(1)鏈式路由算法結構簡單、容易構造，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，發(fā)生信道競爭與碰撞的概率較低;(2)鏈結構的構造過程就是一直在找傳送端與接收端的最短路徑的過程，數(shù)據(jù)在最短路徑上傳送，傳送時所消耗的能量肯定是最小的;(3)簇結構形成的網(wǎng)絡如LEACH(Low-EnergyAdaptive Clustering Hierachy

3、)協(xié)議容易出現(xiàn)負載不均衡的現(xiàn)象，鏈式路由算法可以避免此現(xiàn)象。
　　但是現(xiàn)有鏈式路由算法仍然存在許多不足之處:(1)數(shù)據(jù)從鏈的遠端向匯聚節(jié)點傳送，存在網(wǎng)絡時延，不適合實時應用。鏈結構越長，網(wǎng)絡時延越嚴重，如PEGASIS(Power-EfficientGathering in Sensor Information Systems)協(xié)議;(2)數(shù)據(jù)要隨著鏈路迂回傳送，會造成能量浪費，如PEGASIS協(xié)議;(3)鏈首節(jié)點的選舉策略不當會

4、導致鏈首節(jié)點過早死亡。有的算法僅僅選擇距匯聚節(jié)點距離最近的節(jié)點作為鏈首節(jié)點如G-PEGASIS，而有的算法則是選擇剩余能量最大的節(jié)點作為鏈首節(jié)點，如LEACH-P和NEW&P;(4)在建鏈的過程中，有一些節(jié)點的距離很近，它們收集到的數(shù)據(jù)幾乎是一樣的，這導致某些節(jié)點浪費能量，如CRET(Chain Routing Algorithm Based on D-S Evidence Theory)算法，同時CRET算法所使用的D-S證據(jù)理論的正

5、交和存在Zadeh悖論?；谝陨喜蛔阒帲O計出基于覆蓋算法和改進的D-S證據(jù)理論的無線傳感器網(wǎng)絡鏈式路由算法(Chain Routing Algorithm Based onImproved D-S Evidence Theory and Intersection-Based Coverage Algorithm,CRETIC)，該算法在以下兩個方面進行了改進:
　　(1)為了避免無線傳感器節(jié)點收集到冗余數(shù)據(jù)，采用基于交集的覆蓋

6、算法(intersection-based coverage algorithm，IBCA)進行建鏈。此算法將傳感器節(jié)點分為兩種狀態(tài);滿足IBCA算法的判斷規(guī)則的節(jié)點進入睡眠模式，反之，則作為進入工作狀態(tài)的節(jié)點而進入建鏈階段。
　　(2)為了避免Zadeh悖論，本文改進的證據(jù)組合規(guī)則，可以選擇出最佳的鏈首節(jié)點。
　　在相同的參數(shù)下，在Matlab中進行仿真實驗，實驗結果表明CRETIC算法優(yōu)于CRET算法。
　　為了引