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

1、無線傳感網(wǎng)絡（WSN）一經(jīng)部署，通常預期要運行幾個月甚至幾年之久。而在傳感網(wǎng)中每個傳感節(jié)點由于體積限制只能配備能量有限的小電池。所以能耗對于傳感網(wǎng)絡來講至關重要，眾多為WSN開發(fā)的協(xié)議策略都旨在幫助傳感節(jié)點在能源供應嚴格約束下實現(xiàn)盡可能長的生命周期。其中很多的能量高效利用方案可以降低能耗，但是不能解決無線傳感網(wǎng)絡中能耗不均衡的問題。在現(xiàn)實應用中，不同的節(jié)點具有不同的能耗且在網(wǎng)絡中扮演不同的角色，所以這種情況下往往網(wǎng)絡生命周期由關鍵能耗和

2、瓶頸節(jié)點決定，因為其能耗速度最快。即使采用輪換關鍵節(jié)點的方案（如LEACH算法），但會不可避免增加網(wǎng)絡的信令、容量和能耗開銷。
　　首先，論文對無線傳感網(wǎng)絡研究現(xiàn)狀和背景進行了介紹，總結歸納傳感網(wǎng)能量有限等特點以及影響能耗的因素，并就能耗問題闡述了現(xiàn)有相關解決方法和思想，分析了網(wǎng)絡結構每一層中相應的解決技術。然后論文主要針對無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network）中“多對一”的數(shù)據(jù)傳輸模式，距離匯聚節(jié)點（s

3、ink）遠的傳感節(jié)點傳輸負荷較輕，距離 sink近的節(jié)點，尤其是周圍節(jié)點因要轉發(fā)外部大量數(shù)據(jù)和自身產(chǎn)生數(shù)據(jù)而負荷較重。在這種能耗使用不均衡的情況下，會導致靠近 sink的節(jié)點比遠離 sink的節(jié)點先行耗盡能量而死亡，這種“熱區(qū)效應”會產(chǎn)生路由空洞問題，使整個網(wǎng)絡提前癱瘓，網(wǎng)絡生存周期大大降低。本文首先基于整體網(wǎng)絡能耗平衡目標，設計了一種不等環(huán)的次優(yōu)分層網(wǎng)絡路由。在均勻分布的傳感節(jié)點環(huán)境中，以匯聚節(jié)點（sink）為中心，按照拓撲距離進行分