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引 言
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是由一組微型傳感器節(jié)點以自組織方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的信息,并發(fā)布給觀察者。近年來,隨著通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟,傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,除了少數(shù)節(jié)點需要移動以外,大部分節(jié)點都是靜止的。它們通常運行在人無法接近的惡劣甚至危險的遠程環(huán)境中,能源補充非常困難,因此,設(shè)計有效的協(xié)議和算法以延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期是WSN的核心問題之一。
1 相關(guān)研究
針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量受限的特點,對適應(yīng)其特點的低功耗算法研究也一直繼續(xù)著。Heinzelman提出了LEACH(Low—Energy Adaptive Clustering Hierarchy,低能耗自適應(yīng)分簇層次)算法。其核心思想是讓每個節(jié)點輪流擔當簇首,從而使得網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗盡可能均勻,減少網(wǎng)絡(luò)失效時刻的能量浪費。LEACH算法只考慮了單跳模型,因此只適合于小型wSN網(wǎng)絡(luò)。參考文獻提出了M—LEACH(Multi—hop variant of LEACH,多跳LEACH)算法,簇內(nèi)的節(jié)點不是以單跳的方式傳輸數(shù)據(jù)到簇首,而是通過簇內(nèi)其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。參考文獻提出了一個多跳簇首模型,采用從下到上的策略,逐層生成每一層的簇首,最終得到一個多層結(jié)構(gòu)的WSN網(wǎng)絡(luò)。參考文獻采用基于代價的目標函數(shù)對傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計進行了分析,推導出單跳和多跳的適用范圍,最后提出一種單跳多跳混合的路由算法,以解決網(wǎng)絡(luò)中的“能量熱點”問題。本文在前人研究的基礎(chǔ)上提出一種適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量受限特點的低功耗路由算法。
