赵 城潘露萍

(浙江工业大学信息工程学院 杭州 310023)

0 引 言

无线传感器网络(wireless sensor network，WSN)由具有传感、数据处理和短距离无线通信功能的传感器节点组成，已广泛应用于国防军事、环境监测、生物医疗、交通管理、抢险救灾等众多领域。传感器节点通常都由干电池供电，能量和无线通信能力有限，因此如何快速有效又节能地采集传感器数据，延长网络寿命一直是研究的重点。

汇聚树路由协议[1](collection tree protocol, CTP)是基于树状结构的汇聚协议，应用非常广泛[2,3]。在CTP协议下，每个节点将各自的数据上传给父节点，最后汇聚到根节点sink，采用了基于期望传输次数(expected transmissions count, ETX)的距离向量路由算法。传统的CTP协议用ETX[4]来衡量链路质量，虽然计算比较简便，但在多跳路径中，ETX的简单相加往往会与实际链路质量产生偏差。对CTP这种逐级上传的多跳网络架构，用单跳链路质量的乘积能更好地表示整条上传路径的质量。

本论文采用节点到根节点整条路径的数据包到达率(packet delivery ratio, PDR)来衡量路径质量。本文的主要贡献如下：

(1) 提出了基于路径到达率的PDR-CTP协议，通过计算和仿真表明，同传统的基于ETX的CTP协议相比，可以有效提高路径端到端数据传递的成功率，另外还可以节省平均总传递次数和平均延时，节省能耗，提高网络生存时间。

(2) 提出了动态延时广播算法，在建树过程中，通过动态延迟，使得质量好的节点先行广播，提高建树过程的稳定性，减少广播次数，节省能耗。

1 相关工作

在WSN中，无线链路质量一直是研究的重点[5]，目……