缪德俊 于标

摘 要：层次型网络具有覆盖度高、扩展性好和可靠性高的优点，受到广泛重视。但其汇聚节点附近的簇首生命周期短，成为制约它应用的瓶颈。已有研究表明，有多种簇首选择与路由生成方法，存在一定随机性和试探性。一个好的网路拓扑是改善此类问题的基础，提出一种有向树分簇算法。汇聚节点与检测节点是同构的，节点通信半径在几十米范围内，构建一种层次型网络。上层网络拓扑为退化的有向树结构，降低上层网络的复杂度。下层网络拓扑是一种交叉形星型结构。设置簇首传输数据次数，在簇内依次轮换成员节点为新簇首，均衡了簇首能量消耗。网络拓扑在节点无线信号有效半径内侦测构建，最大可能地覆盖了节点分布区域。节点路由特征数据明确，计算量小，易于工程实现，有一定应用价值。

关键词：分簇算法;有向树;交叉形星型;拓扑;路由;簇首

0    引言

无线传感器网络的结构一般有层次型结构、平面型結构、混合型结构和网格（Mesh）型结构。层次型网络结构是一种分级结构，由上层网络和下层网络两层组成。簇首节点担负网络数据传输任务，距汇聚节点越近的簇首，其数据传输量越大，能量消耗也越快。如何节省簇首节点的能耗，延长其生命期已有许多研究，取得了一些改进，但此问题并未完全解决。簇首节点分布的合理性和生命周期是层次型网络构建的关键问题，主要表现在分簇方法及网络拓扑控制算法上[2]。……