无线传感器网络能量空洞问题研究进展 - 信息通信学术期刊网.PDFVIP

研 究 与开发 研 究与开发 无线传感器网络能量空洞问题研究进展 * 胥 楚 贵 1 ，邓 晓衡 2 （ 三 明学院数 学与计算机科 学 系 三 明 ； 中南大学信 息科 学与工程 学院 长沙 ） 1. 365004 2. 410083 摘 要 本 文分 析 了无 线传感 器 网络特征 和能量 空洞产 生 的主要 因素 ，总结 和评 估 了近年来 提 出 的能量 空 洞 避 免 策 略 ，同时对该 领 域 的 尚存 问题 以及 发展趋 势进行 了讨 论 。 关键 词 无 线 传 感 器 网络 ；能 量 空 洞 ；能 耗 均 衡 ；网络 寿命 能 量 空 洞 给 无 线 传 感 器 网络 带 来 了很 大 的损 害 。 如 1 引言 参 考 文 献 ［4］ 中 的 模 拟 实 验 表 明 如 果 采 用 节 点 均 匀 分 布 无 线 传 感 器 网络 是 由密 集 型 、低 成 本 、随 机 分 布 的集 策 略 ，由于 能 量 空 洞 的影 响 ，当 网 络 失 效 时 ，网 络 中还 有 成 有 传 感 器 、数 据 处 理 单 元 和 短 程 无 线 通 信 模 块 的微 小 节 高 达 90% 的能 量 未 能 被 利 用 。 如 果 能 够 将 目前 网络 死 亡 点 通 过 自组 织 的方 式 构 成 的 网络 。 时 的残 余 能 量 降 低 10 % ，相 当 于 延 长 了 一 倍 的 网 络 寿 命 无线传感器 网络具有特殊 的能量空洞（energy hole）现象 ： ［5］ ，也 就 相 当 于 重 新 部 署 了一 个 同样 的 网络 。 笔 者 在 前 期 即 由于 无 线 传 感 器 网络 以数 据 为 中心 的模 式 导 致 某 些 区 研 究 中发 现 ： 对 于 无 冗 余 节 点 的 节 点 均 匀 分 布 网 络 ，仅 域 的节 点 需 要 承 担 更 多 的通 信 负 载 。 因此 这 些 节 点 容 易 过 通 过 调 整 传 感 器 节 点 的 发 射 半 径 ［5］ ，而 对 网 络 其 他 状 态 早 耗 尽 自身 的能 量 而 死 亡 ，而 在 死 亡 节 点 附 近 的其 他 节 点 （ 指 部 署 方 式 、路 由协 议 与 机 制 等 ） 不 做 任 何 改 变 的 情 况 由于需 要 中继 已经 死 亡 节 点 应 该 承 担 的数 据 转 发 ，从 而 进 下 ，就 能 够 有 效 地 降 低 能 量 空 洞 的 影 响 ，提 高 网 络 寿 命 一 步 加 快 这 一 区域 节 点 的死 亡 速 度 ，最 后 形 成 一 块 没 有 传 达 5 倍 以上 。 可 见 ，有 效 的 能 量 空 洞 避 免 策 略 能 够 极 大 感 器 节 点 覆 盖 的 区域 ，导 致 这 一 区域 无 节 点 监 测 ，从 而 形 地 提 高 网络 寿 命 ，必 将 对 无 线 传 感 器 网 络 的应 用 产 生 深 成 监 测 的空 白 区域 ，同 时 ，由这 一 区域 负 责 向前 转 发 的数 远 的影 响 。 据 也 无 法 继 续 向前 中继 而 导 致 路 由断 路 现 象 ，这 就 是 所 谓 2 以能 量 均 衡 为 主 要 特 征 的 能 量 空