WSN能量跳变路由算法的研究.docVIP

WSN 能量跳变路由算法的研究 胡广昌， 高仲合 （曲阜师范大学 计算机科学学院，山东 日照 276826） 【摘 要】通过分析能量路由算法和最小跳数算法的局限性，提出了能量跳变算法。能量跳变算法充分考虑了无线传感 器网络中影响路由性能的能量、跳数等因素，通过仿真实验表明该算法能有效地提高无线传感器网络的生存周期，更好地发 挥了路由协议的性能，即通过简单的路由转发机制和对各节点较小的存储要求，就可以高效、可靠地传输有效数据，并且网 络的可扩展性较好。 【关键词】跳数；能量；路由；无线传感器网络；能量跳变 【中图分类号】TP393.03 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2010)04-0181-03 Hopping Energy Routing Algorithm for WSN HU Guang-chang， GAO Zhong-he （College of Computer Science, Qufu Normal University, Rizhao Shandong 276826,China） 【Abstract】Based on the analysis of energy routing algorithm and minimum hop algorithm, a new algorithm named hopping energy algorithm is designed, which gives full consideration to various effects on routing performance in wireless sensor network, such as energy and hop. Simulation indicates that the algorithm could effectively improve the survival bility of wireless sensor networks, and give better play to the routing protocol performance. 【Key words】hop; energy; route; wireless senor network; hopping energy 0 引言 无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是由 一组微型传感器节点以自组织方式构成的无线网络。其节点 通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中，能源 补充非常困难，因此，设计有效的协议和算法延长网络的生 命周期是 WSN 的核心问题之一。另外，由于节点的大量布 撒和通过多跳的方式传输信息，使得信息的传输存有多条路 径，选择哪条路径进行信息的传送来达到能量的均衡利用和 消息的及时传递，也以成为路由协议[1]需要研究的重要问题。 本文在能量路由算法和最小跳数算法的基础上，提出了 能量跳变算法，有效地提高无线传感器网络路由的可靠性和 稳定性，并延长了网络的生存时间。 当前的剩余能量。该路由算法需要节点知道整个网络的全局 信息，由于传感器网络存在资源约束，节点只能获取局部信 息，因此能量路由方法只是在理想情况下的路由策略。 1.2 最小跳数算法 最小跳数指在无线传感器网络的某一个时刻，从无线传 感器网络某节点到达无线传感器网络网关的跳数中最小的 转发节点个数。 最小跳数算法[3]的局限性在于：接收节点的选择仅仅考 虑更接近 Sink 节点，并没有考虑接收节点的能量因素。这可 能会出现一个更接近 Sink 节点但缺少能量的节点接收到数 据，但没有足够的能量转发数据。 2 能量跳变算法的提出 根据能源有效性[4]的研究，只把跳数作为选择路由的标 准是不充分的。在选择路由时应综合能量和跳数两方面的因 素，本文定义这种路由算法为“能量跳变”算法。 能量跳变的定义：节点利用无线传感器网络进行多跳数 据传输时，选择转发节点的依据是： ① 选择相邻节点且比本节点跳数小 1 的节点中能量最 高的节点进行数据的转发； 1 能量路由和最小跳数算法的概述 1.1 能量路由 能量路由[2]是根据节点的可用能量（PA）或传输路径上 的能量需求，选择数据的转发路径。节点可用能量就是节点 收稿日期：2009-03-18。 作者简介：胡广昌（1983-），男，硕士，主要研究方向为计算机网络与 通信；高仲合（1961-），男，教授，研究生导师，主要研究 方向为网络通信与网络安全。 ② 当①中选择的转发节点的能量不足时，对本节点跳 数增 1 后再选择转发节点。 从以上定义中可以看出，如果①选择的转发节点的能量 充足，网络中的数据传输是按照最小跳数路径进行的，这使 得数据可以及时到达接