基于三维胞元空间的能量高效性多通道协作路由算法-论文.pdf

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1、第36卷第3期电子与信息学报Vb1．36No．32014年3月JournalofElectronics&InformationTechnologyMar．2014基于三维胞元空间的能量高效性多通道协作路由算法刘俊延孙晖柯涛路扬(浙江大学电气工程学院杭州310027)摘要：针对无线传感器网络中因空洞引起路由效率降低的问题，该文提出了基于3维胞元空间的能量高效性多通道协助路由算法(3D—EEMCR)。该算法根据能量损耗模型，权衡考虑节点的剩余能量和位置信息来选举胞父节点，从而平衡网络能耗；另外，算法采用主通道和辅

2、助通道相互协助的周边路由模式完成空洞区域的路由。仿真结果表明，3D—EEMCR相比3D—GPR(GridPosition—basedRouting)~N3D—CSR(CellSpaceRouting)~够有效提高消息包的发送率，降低网络的平均能耗，延长网络的生存周期。关键词：无线传感器网络；空洞区域；协助路由；辅助通道；能量高效性中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)03—0744．05DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．00777EnergyEfici

3、encyMulti-channelCoordinationRoutingAlgorithmBasedon3DCellSpaceLiuJun—yanSunHuiKeTaoLuYang(CollegeofElectricalEngineering，Zh~iangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Todealwiththedegradationofwirelesssensornetworkroutingeficiencycausedbyvoids，EnergyEffi

4、ciencyMulti—channelCoordinationRoutingalgorithmbasedon3Dcellspace(3D—EEMCR)ispresentedinthispaper．Accordingtotheenergyconsumptionmode1)thealgorithmbalancesresidualenergyandlocationinformationofthenodestoselectthecellleadernode．SOastobalancetheenergyconsumpt

5、ionofnetwork．Inaddition，thealgorithmadoptsperimeterroutingmodewhichusesthemutualassistanceofthemainchannelandtheassistantchannelstoroutearoundvoidareas．Thesimulationresultsshowthat3D—EEMCReffectivelyimprovesthemessagepacketdeliveryrate，reducestheaverageener

6、gyconsumptionofthenetwork，andextendsthenetworklifetimeincompari‘sonwith3D—GPR(GridPosition—basedRouting)and3D—CSR(CellSpaceRouting)．Keywords：Wirelesssensornetwork；Voidarea；Coordinationrouting；Assistantchannel；Energyeficiency1引言因，文献『101中研究了节点的协作传输及能量效率，提高了节点

7、的路由效率，但是没有从整体上平衡网近年来，无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)被广泛应用于智能交通、农业监测、络的能耗；文献f1l1提出了3D—CSR(CellSpace军事监控等领域[1-3】。路由算法作为WSN应用的重Routing)算法，该算法有效地提高了3维空洞网络的发送率，在一定程度上平衡了整个网络的总能耗，要环节，一直是研究热点之一]。相比其它的路由但是没有从整体上提高能量效率。算法，基于地理位置信息的WSN路由无需消耗额本文在3维胞元空问模型的基础上提出了多层外的

8、能量和存储空间建立和维护路由链表，更加符胞元通道模型，并提出了3D—EEMCR算法。路由合WSN路由的设计要求【6J0方面，通过定义主通道和辅助通道相互协作周边模基于地理位置信息的路由算法中，FinI]提出的式来绕过空洞区域；能量方面，算法权衡考虑节点贪婪(greedy)路由是有效的路由法则，但是贪婪算法的剩余能量和位置信息来自适应选举胞父节点。会导致遇上局部最小节点后无法继续路由的情况。Choi等