罗海波,阮志强

(1.闽江学院计算机科学系,福州 350121;2.福建省信息处理与智能控制重点实验室,福州 350121;3.数字福建智能化生产物联网实验室,福州 350121;4.闽江学院工业机器人应用福建省高校工程研究中心,福州 350121)

在无线传感器网络WSNs(Wireless Sensor Networks)中,部署了大量由电池供电的节点,因此节约能耗是设计无线传感器网络媒质访问控制MAC(Medium Access Control)及路由算法的主要挑战之一[1-3]。线型无线传感器网络是一种拓扑结构呈现一定线型性的特殊网络结构,如图1所示,该类型网络可广泛应用于道路、桥梁、隧道、过道、管道、河流等监控领域,在这种类型的WSNs中,节点往往等距离静态部署,具有大量的中继节点和中继跳数,因此网络时延将比其他类型的WSNs大[4-5],另一方面,网络拓扑的线型性也导致网络连接更加脆弱,部分连续相邻节点耗尽能量后将导致整个网络链路的中断。因此,在线型WSNs中,设计一个能耗均衡与时延优化的中继节点选择算法尤为关键。

最远传输距离算法(MFR)[6]总是选择通信范围内最远处的节点作为中继节点,以期达到最低功耗及最少时延,但是MFR算法将导致部分节点过早死亡。Ramaiyan等人[7]从理论上分析了最优功率控制及最佳转发距离,并提出应在发射功率与传输距离之间找到一个平衡点,从而得到最优中继距离和最低网络能耗。

Luo J等人[8]则受到随机路由策略[9-10]的启发,针对线型无线传感器网络提出了一种基于随机路由的中继节点选择算法ENS_OR,该算法基于节点剩余能量,设计了一个最优化节点选择函数,从而可以为前向转发集中的每个节点计算中继转发优先级,优先级较高的节点将优先获得转发权。……