一种无线传感器网络基于链路转发的拓扑控制算法

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1、一种无线传感器网络基于链路转发的拓扑控制算法徐宏1汪光阳2(1.安徽工业大学计算机学院安徽马鞍山243002;2.安徽工业大学安徽马鞍山243002)联系作者c-mail:xuhong@ahut.cdu.cn摘要：在无线传感器网络中，通过拓扑控制的研究，可以有效降低网络节点能量的消耗，延长网络的生存期，本文提出了—种基于链路转发的混合分簇(LinkTransmitHybridClustering,LTHC)拓扑控制算法。该算法是在传统的LEACH算法的基础上，通过改变簇首的通信方式来降低能耗。算法主要思想是：在网络生成若干簇后，在簇首

2、与SINK节点之间建立一条链路，并且链路节点为非簇首节点，簇首通过该链路转发数据到SINK节点。通过这种通信方式可以有效缓解离SINK节点较远的簇首能量消耗，使得网络的能量消耗平均分布到网络其他节点上，从而有效的延长网络的生命期，提高了网络的通信量。通过仿真，发现LTCH算法远远优于传统的LEACH算法，在通信量上及网络生存期上都有很大的提高。关键字：无线传感器网络链路转发拓扑控制混合分簇中图法分类号：TP393文献标识码:AAnLinkTransmitHybridCluster-BasedTopologyControlAlgorit

3、hmsinWirelessSensorNetworksXUHong1WANGGuangYang2(DepartmentofComputerScience,AnhuiUniversityofTechnology»Anhui.Maanshan243002,China)1(AnhuiUniversityofTechnology>Anhui.Maanshan243002,China)2Abstract:Researchoftopologycontrolcanmakesaveenergyconsumeefficaciouslyandprolon

4、glive-timeinwirelesssensornetworks.Thispaperputfonvardonebasedlinktransmithybridclusteringtopologycontrolarithmetic(LTHC).OnthebaseoftheLEACH,LTHCreduceenergyconsumethroughchangethewayofcluster-node'scommunication.Thearithmetic'sideaisWhenclustershavebeenformed,onelinkb

5、ecreatedbetweenclustersandSINKnode,andlink-nodemustbenon-cluster.ClustertransmitsdatatoSINKnodethroughthelink・ThecommunicationcaneconomizemuchenergytortheclusterwhichawayfromSINKnode,andmakeenergydistributingonnetworkevenly,prolongthelive-timeofnetwork,andimprovecommuni

6、cations.Throughexperiment,wcgetthatLTCHmorebetterthanLEACH,andhasmuchimprovementincommunicationtimesandnetworklive-time・Keywords:WSNLinktransmitTopologycontrolHybridclustering1引言随着半导体技术、通信技术、微电子技术、计算机技术的飞速发展，一种新型网络一无线传感器网络开始应用到各个领域，无线传感器网络是由人量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多

7、跳的

8、'

9、组织的网络系统⑴。该网络系统中节点众多，每个节点采用能量有限的电池供电，且不能进行二次供电，节点能量耗尽，意味该节点火去了工作能力，网络的存活时间也因此终止。因此，设计高效的无线传感器网络拓扑结构，降低无线传感器网络节点的能耗，延长网络的存活时间是无线传感器网络研究的巫耍内容。无线传感器网络由若干传感器节点组成，每个节点是一个微熨嵌入式系统，具彳j数据感知、数据处理、无线通信等功能。传感器节点通过数据感知模块获得数据，然后通过数据处理模块对数据进行融合处理，最后通过无线通信模块发射给基站（STNK）。在这个过程中，研究发现无

10、线通佶模块是节点能量消耗最大的Ho无线传感器网络拓扑控制主耍圧研究在满足网络覆盖度的询提下，通过功率控制和分簇等方法，剔除节点间不必要的通信链路，形成一个数据转发的优化结构⑺。分簇是拓扑控制的一个重要内容，通过分簇把网络