无线传感器网络的一种低功耗拓扑控制算法DSPT

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年第16期总第255无线传感器网络的一种低功耗拓扑控制算法DSPT张琼(西安邮电学院信息中心陕西西安710061)摘要：针对无线传感器网络环境下拓扑控制问题，提出一种基于最小成本路径的分布式拓扑控制算法，其基本思想是：针对无线传感器网络many—to—one的通讯模型，建立以Sink节点为根节点的拓扑控制树，使得整个网络的通讯成本最低，从而延长网络的生命周期，与传统AdHoe网络采用的最小生成树拓扑控制算法相比较，具有低功耗，算法时间复杂低，易于实现等特点。仿真结果表明，在节点

2、稠密部署情况下，无线传感器网络的整体功耗比MST生成树降低25，关键节点的功耗比MST生成树降低13％。关键词：传感器网络；拓扑控制；DSPT；最小成本路径中图分类号：TP393文献标识码：B文章编号：】004—373X(2007)16—021一O5DSPT——APowerEfficientTopologyControlAlgorithmforWSNZHANGQiong(InformationCenter，XianInstituteofPostandTeleC()n1municati0ns，Xian．710061，China)Abs

3、tract：Inthispaper，Thetopologycontrolproblemforwirelesssensornetworkisaddressed，proposingamorepowerefficienttopologycontrolalgorithmsthantraditionalMSTbasedalgorithms．DistributedAlgorithmaredevelopedsuitableforWSN．WSNuseamany—to—onecommunicationmodel，andthepowerconsumpt

4、ionisverylowifwebuildtheshortestpathtreewiththedestinationtosinknode．Itismorepower—efficientandthetimecomplexityislowerandmoresuitableforWSNthanMST，whichiswidelyusedintopologycontrolinAdHoe．Simulationresultsshowthetotalpowerconsumptionandsin—glenodepowerconsumptionarer

5、educedbyabout27and13respectivelythanthatofMST．Keywords：sensorsnetworks；topologycontrol；DSPT；shortestpathtree无线传感器网络具有大规模、自组织、任意部署等特络拓扑信息，从而降低节点功耗，提高网络吞吐量，有效延点u]，同时，由于传感器节点一般由电池供电，能量非常长网络生命周期。有限。在保证服务质量的前提下，如何降低节点功耗，从在AdHoc网络中，为了实现任意结点间的互相通而延长无线传感器网络的生命周期是目前无线传感器网信，生成的拓

6、扑必须保证连通性，即从任何一个结点都可络研究的热点问题。拓扑控制技术作为一种重要的节能以发送消息到另外一个结点。通过观察Adhoc网络和无技术，受到了无线传感器网络研究者的广泛关注。线传感器网络的特点可以发现，无线传感器网络与Adhoc在由无线传感器网络生成的网络拓扑图中，可以直接网络最本质的区别是：Adhoc网络需要保证通信拓扑结相互通信的2个节点之间存在l条拓扑边，由于无线传感构中任意两个节点之间的连通性，而无线传感器网络只需器网络具有稠密部署的特点，在拓扑控制之前，所有节点要保证每个Sensor节点与Sink节点之间的连通，可

7、以认以最大发送功率工作。在这种情况下，一方面，网络中每为Adhoc网络是一种many—to—many型的网络，而无线个节点的无线信号将覆盖大量其他节点，造成无线信号冲传感器网络是一种many—to—one型的网络。突频繁，影响节点的无线通信质量，降低网络的吞吐率；现有的无线传感器网络拓扑控制算法大部分沿袭或另一方面，节点有限的能量将被通信部件快速消耗，降低者改进Adhoc网络拓扑控制算法．采用最小生成树或者了网络的生命周期；同时，在生成的网络拓扑中将存在大邻接图的方法口]，忽略了Adhoc网络与无线传感器网络量的边，从而导致网络拓扑

8、信息量大，路由计算复杂，浪费的本质区别。本文首先通过实例对比最小生成树(MST)了宝贵的计算资源。因此，通过无线传感器网络的拓扑控与单节点最低成本路径在路由成本方面的差异；提出一种制，在保证网络强连通的前提下，通过一定算法降低节点分布