单跳多跳路由协议设计

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1、２００９年第３０卷第６期中北大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．６２００９（总第１２８期）﹢﹨﹪﹫﹦﹫﹨﹤﹪﹫﹢（﹢﹢﹤﹫﹦﹤﹦﹦﹥﹫﹫）（ＳｕｍＮｏ．１２８）文章编号：１６７３３１９３（２００９）０６０６０３０７单跳多跳路由协议设计景博１，张吉力１，２，孙勇１（１．空军工程大学工程学院，陕西西安７１００３８；２．中国人民解放军９３９３６部队，宁夏银川７５００

2、００）摘要：在分层网络结构和无尺度网络特性基础上，以构建能量有效的无线传感器网络为目标，提出了单跳多跳相结合的路由协议．该协议依据无尺度“最大聚集程度”和”平均最短路径”特性，以有效降低传播代价．在簇内数据路由方式上，采用了单跳多跳相结合的路由算法，以有效降低局部节点能量的快速失效．通过仿真实验，验证了协议和算法的有效性和可行性，通过与现有典型协议进行比较，该协议在系统功能、系统能耗、可靠性方面体现了一定的优势．同时，网络能量的有效均衡和网络生命周期的有效延长也得到了验证．该协议能够较好地满足资源受限的无线智能网络监测系统需求．关键词：无线传感器网络；能

3、量均衡；无尺度；单跳；多跳中图分类号：ＴＮ９１５．０５文献标识码：Ａ┃━┐┊━┉﹪┄┅┄┊┉┃┇┄┉┄┄━﹢┇┉┉┊┇１１，２１ＪＩＮＧＢｏ，ＺＨＡＮＧＪｉｅ，ＳＵＮＹｏｎｇ（１．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００３８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｔ９３９３６ｏｆＰＬＡ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００００，Ｃｈｉｎａ）﹢┈┉┇┉：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｌａｙｅｒｂｕｉｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｃａｌｅｆｒｅｅｎｅｔｗｏｒｋｃｈａｒａｃｔｅｒ

4、ｉｓｔｉｃ，ａｎｏｖｅｌｓｃａｌｅｆｒｅｅｓｉｎｇｌｅｍｕｌｔｉｈｏｐｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｂｕｉｌｄｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｉｓｐｒｏｔｏｃｏｌｃａｎｒｅｄｕｃｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｃｏｓｔｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆ‘ｍａｘｉｍｕｍａｇｇｒｅｇａｔｅｄｅｇｒｅｅ’ａｎｄ‘ａｖｅｒａｇｅｓｈｏｒｔｅｓｔｐａｔｈ’．Ｓｉｎｇｌｅｍｕｌｔｉｈｏｐｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｉｎｔｈｅｃｌｕｓｔｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒａｐｉｄｆ

5、ａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｌｏｃａｌｎｏｄｅｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｖａｌｉｄａｔｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌｓｃｈｅｍｅ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｓｅｖｅｒａｌｅｘｉｓｔｉｎｇｔｙｐｉｃａｌｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｉｓｐｒｏｔｏｃｏｌｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｎｏｍａｔｔｅｒｉｎｓｙｓｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｓｙｓｔｅｍｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄｄｅｐｅｎｄａｂｉｌｉｔｙ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍ

6、ｅ，ｉｔｗａｓａｌｓｏｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈａｔｅｎｅｒｇｙｌｏａｄｉｓｂａｌａｎｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｌｉｆｅｃｙｃｌｅｉｓｐｒｏｌｏｎｇｅｄｉｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｌｉｍｉｔｅｄｒｅｓｏｕｒｃｅ．┎┌┄┇┈：ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｅｎｅｒｇｙｂａｌａｎｃｅ；ｆｒｅｅｓｃａｌｅ；ｓｉｇｎａｌｈｏｐ；ｍｕｌｔｉｈｏｐ０引言为了构建高效率的网络拓扑结构，有效均衡网络节点的资源消耗，以能量有效性路径建立和可靠数据收稿日期：

7、２００９０２２７基金项目：陕西省自然科学基金资助项目（２００５Ｆ２２）；空军工程大学优秀博士论文创新基金（ＢＣ０５０７）作者简介：景博（１９６５），女，教授，博士后．主要从事传感器网络与网络传感器、传感器数据融合、自动化检测研究．６０４中北大学学报（自然科学版）２００９年第６期转发机制为目标，提出一种能量有效单跳多跳层次型路由协议（ＳｃａｌｅＦｒｅｅＳｉｎｇｌｅＭｕｌｔｉＨｏｐＲｏｕｔｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＦＳＳＭＨ），实现给定网络拓扑结构下的“网络连通”和“数据路由”．协议设计原则为：①以网络能量有效为核心；②协议格式和算法尽可能简洁；③提高

8、网络拓扑变化适应性．１网络路由协议模型描述１．１路由