文档介绍：无线传感器网络中路由协议的能量有效性设计
DIVB摘要/BB/B本文主要结合分层路由协议尤其是分簇算法,work网络中节点的能量消耗分布情况并考虑无线传播环境的影响,设计满足能量有效性路由协议。/DIV
DIVB关键词/BB/B无线;传感器;能量;有效性;网络;分簇/DIV
DIV/DIVBRclear=all
DIVB1/BB引言/B/DIV
DIV无线传感器网络(work,WSN)是一种新型的无线通信网络,它融合了通信技术、嵌入式pc计算技术和传感器技术,由大量的传感器节点通过无线介质连接构成,采用自组织的形式配置微型的智能传感器节点,通过节点的协同工作来采集和处理网络覆盖区域中目标信息。无线传感器网络在环境与军事监控,地震与气候预测以及外层空间探索等许多方面都具有广泛的应用前景。/DIV
DIV所谓能量有效性是指该网络在有限的能量条件下能够处理的服务请求数量。由于无线传感器网络的节点采用微型电池供电,且放置在恶劣的环境中工作,一般很难进行充电或是替代,系统的能量资源非常有限,因此,研究和设计满足能量有效性的通信协议是无线传感器网络技术迫切需要解决的问题。/DIV
DIV本文从能量有效性的角度出发,针对无线传感器网络中网络层的通信协议的特点进行详细地分析,说明如何设计能够节约系统能量消耗,延长网络生命时间的路由协议。/DIV
DIVB2/BB网络层能量有效性的分析/B/DIV
DIV在路由建立、维护以及数据传输阶段,传感器/DIV
DIV节点之间采取单跳通信还是多跳通信的方式,直接影响着网络的能量消耗状况,如果设计不合理,将会导致网络中节点的能量分布不均匀,缩短网络的生存时间。能量有效性对网络层路由协议的设计提出了更高的要求。/DIV
“热点问题”/B/DIV
DIVB/B“热点问题”(HotSpotProblem)是指在路由的建立、维护以及和数据传送的过程中,可能使某一些节点过多的消耗能量,而导致过早死亡;如果这些节点位于网络的连通关键位置,则会使整个网络将会陷入瘫痪状态,无法完成正常的感知任务。根据网络中采取的不同的通信方式,出现热点问题的情况会有所不同。/DIV
DIV在单跳通信的传感器网络中,无论是采用平面路由还是分层路由,数据都是由传感器节点直接传输到汇聚节点sink,由于节点具有相等的初始能量且大小受限,因此,距离汇聚节点较远的传感器节点消耗的能量较大,加之无线传播环境的恶化的影响,更容易造成能量的严重损失,因此,这些节点就成为了“热点”,如果这些节点位于监测目标的附近,将直接导致监测任务的执行。/DIV
DIV在多跳通信的传感器网络中,同样也存在“热点”。这些节点位于汇聚节点sink较近的位置,它们一方面负责将自身的数据传输给汇聚节点,另一方面要为距离sink较远的节点提供转发数据的服务,其在单位时间发送的数据密度要比其它节点多1倍,因此,能耗也要多1倍。这样,如果网络中传感器节点数目较多时,对于距离汇聚节点较近的节点就需要耗费大量的能量,距离越近,能耗越多。如果这些节点过早地能量耗尽,网络的连通性就无法得到保证,距离sink较远的传感器节点不能及时地把数据发送过来,严重影响了通信的进程。/DIV
DIVB3/BB路由协议的节能设计/B/DIV
DIVB/B如上所述,在