基于动态竞争的能量均衡非均匀路由协议
2021-01-27王宣懿曾子维
王宣懿,曾子维,王 刚
(辽宁科技大学 计算机与软件工程学院,辽宁 鞍山 114051)
无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)由路由感知通信与计算能力的传感器节点组成,节点以自组织方式组成多到一的通信网络,再把采集到的数据以多跳的方式发送到sink 节点[1]。传感器节点主要靠电池提供能量,因此WSN 中能量消耗很受重视,降低能耗与提高网络寿命是路由协议研究的重点之一[2-3]。
为了延长网络生存周期,已提出很多分簇和多跳路由算法。最著名的分簇算法为Heinzelmen研究的LEACH(Low-energy adaptive clustering hierarchy)[4]。每一轮分为初始化阶段和稳定工作阶段。但在LEACH算法中簇间通信采用单跳,全部节点都可和汇聚点直接通信,距离基站较远的节点都会进行远距离通信[5]。因此,簇头能耗不均从而导致部分节点过早死亡。并且簇头选举的次数过于频繁,消耗了较多能量。在选举过程中也未考虑节点的剩余能量与位置分布。之后,PEGASIS[6]、EECS[7]、HEED[8]等优化算法被陆续提出,簇间多跳也陆续被广泛应用。多跳导致靠近基站的簇头节点需承载较多的转发任务,能耗高从而过早死亡,出现“热区”现象。为解决这一问题,蒋畅江等[9]提出 EEUC(Energy efficient uneven cluster)算法,该算法采用簇间多跳模式节省网络能耗,候选簇头通过节点位置采用竞争半径不同的非均匀构造簇策略,形成大小不等的簇。但是,在边缘区域中转发数据量很少,该算法仅考虑距离不考虑剩余能量作为负载大小不够全面,并仅以到基站的距离和竞争半径作为确定下一跳簇头集合的这种方式总能耗较大。……
