一种分层多链无线传感器网络路由协议.pdfVIP

第 13卷 第2期 滁 州 学 院 学 报 VO1．13No．2 2011年 4月 jouIlNAJLOFCHUZHOUUNIVERSITY Apr．2011 一 种分层多链无线传感器网络路 由协议 钱 峰，张 蕾 (铜陵学院数学与计算机科学系，安徽 铜陵 244000) 摘 要：基于PEGASIS和 EPEGASIS链状结构路 由协议的不足 ，本文提 出新的一种分层 多链无线传感器网 络路由协议。通过基站将整个监测 区域划分成数个扇形环带区域进而形成多链结构。依节点间的距离公式 利用贪婪算法进行建链，避免相邻节点间长链的产生，链头节点的选取考虑 了节点剩余能量以及节点到基站 的距离。仿真结果表明，算法在减少网络延迟 以及延长网络生命周期方面优于 PEGASIS和 EPEGASIS 协议 。 关键词：无线传感器网络，多链 ，路 由协议 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1673—1794(2011)02—0012—04 在许多无线传感器网络(WirelessSensorNetwork)的 为第 L层当前的节点总数)进行链头节点的选取。EPE— 应用中，传感器节点以随机抛撒的方式部署于人难 以到达 GASIS的建链方法与PEGASIS一样，各层从距离基站最 的危险区域中。这些传感器节点具有监测、收集、运算和 远的节点开始建链。然而无论在实际应用还是仿真中，各 通信的能力 。节点间通过的合作，以特定的通信协议将监 层的起始节点并非都出现在层的边缘(最左边或最右边)。 测到的数据传回基站。受传感器节点的应用场合、体积、 这可能导致链拓扑的不规则而拉长节点间的距离 ，而且会 价格的限制，对节点进行能量的补充或电池的更换变的不 有严重的数据冗余传输问题。在监测区域较大时，仍可能 容易。因此最小化能量消耗和最大化网络寿命是传感器 使链的长度过长而导致较长的传输延迟。而且固定的层 网络路由设计的主要 目标之一。 大小会导致节点密度高的层的链头节点能耗较多。另外， 无线传感器网络中，由于节点的能耗与传输距离的平 EPEGASIS在链头节点的选取上仍采用轮的方式 ，未考虑 方甚至4次方成正比，因此采用多跳的通信方式可减少节 节点的剩余能量，这极易导致剩余能量低 的节点仍需担任 点的传输距离与能耗 1【]。另外 ，采用数据融合技术降低传 链头节点，缩短了网络生命周期。 输的数据量长度以及减少数据传输次数也可减少节点的 为了克服PEGASIS和EPEGASIS协议中的缺陷。本 能耗。在现有的路由协议中，根据网络拓扑结构大致可分 文利用文献E6]中提出的模型，通过改变基站的扇形扫描 为分簇结构、链状结构、树状结构以及混合结构。链状结 的半径和方向实现对网络节点的分区定位。基于该网络 构 中最具代 表 的路 由协议 为 PEGASISC 协议 ，是 模型提出一种新的分层多链的无线传感器路 由协议。不 LEACHE。]协议的增强算法。PEGASIS协议利用链状结构 同于PEGASIS和EPEGASIS的建链方式，利用节点间的 解决了LEACH中区域负载不均衡的问题 ，相对于基于分 距离公式使用贪婪算法进行建链 。在链头节点的选取阶 簇结构的协议有不错的节能表现[4]。然而，当节点数较多 段，选取剩余能量多且离基站近的节点担任链头节点。仿 时PEGASIS会出现数据传递延迟 的问题，另外 由于 PE— 真实验表明，我们提出的分层多链路由在能耗和传输时延 GASIS使用贪婪算法构造链，在构造的链 中可能会造成某 上，其性能都优于PEGASIS和EPEGASIS协议。 些节点与节点之 间距离过长而造成该节点提早死亡 。 1 网络模型 EPEGASISE5_利用多层