基于能量剩余的TopDisc算法拓扑控制研究.pdf

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1、8传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第6期基于能量剩余的TopDisc算法拓扑控制研究谢昕，张恒，吴鹏(华东交通大学信息工程学院，江西南昌330013)摘要：在保证无线传感器网络连通性和覆盖度的前提下，通过选择良好的拓扑控制机制，能够提高网络通信效率并延长网络的生命周期。在分析TopDisc算法的基础上引入能量剩余，得出一种改进的TopDisc算法，并对算法进行仿真，结果表明：改进的算法在网络的生存时间上要长于原算法，在节点剩余能量上比原算法更

2、平均。关键词：无线传感器网络；拓扑控制；TopDisc算法；能量剩余中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)06-0008-03TopDiscalgorithmfortopologycontrolresearchbasedondumpenergyXIEXin，ZHANGHeng，WUPeng(SchoolofInformationEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：Underth

3、epromiseofensuringthenetworkconnectivityandcoverage，byselectingagoodtopologycontrolmechanism，theefficiencyofnetworkcommunicationisimprovedandthelifecycleofnetworkisprolonged．BasedontheanalysisalgorithmsofTopDiscalgorithm，animprovedalgorithmofTopDiscisintroduced

4、toinjectthesurplusofenergyintothealgorithm．Throughtheanalysisandcomparisonofthetworesults，conclusionaredrawnthatontheonehand，thenetworksurvivaltimeofimprovedalgorithmislongerthantheoriginalalgorithm．Ontheotherhand，thedumpenergyofnodesbyimprovedalgorithmaremoree

5、venthantheoriginalalgorithm．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；topologycontrol；TopDiscalgorithm；dumpenergy0引言LMN／LMA算法，RNG，DRNG和DLSS算法。在层次拓扑无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)是由控制方面主要的算法有：TopDiscl】“算法，改进的GAF算众多具有通信和计算能力的传感器节点用无线通信方式连法、以及LEACH和HEEDll算法。接而成，节

6、点具有低成本、低功耗、协同合作等功能。因为TopDisc算法是早期成簇算法中的经典算法之一。本采用的是能量有限的电池供电，所以，设计良好的拓扑控制文针对已提出的TopDisc算法的不足，把剩余能量概念引结构能够提高路由协议和MAC协议的效率，为数据融合、入到算法中来，从而提高传感器网络的生存周期。时间同步、目标定位等提供基础保证，有利于延长整个网络1TopDisc算法的描述与分析的生存时间。所以，拓扑控制是无线传感器网络中的一个TopDisc算法是由Deb等人提出的一种基于图论中最小支配集问题的经典算法，利用颜色来描

7、述节点状态，解决基本问题。骨干网拓扑结构的形成问题。它由网络中一个节点启动并传感器网络拓扑控制的主要研究的问题是：在满足网发送查询消息，查询消息携带状态信息，随着消息的传播，络覆盖度和连通度的前提下，通过功率控制和骨干节点的TopDisc算法依次为每个节点标记颜色，最后按颜色区分出选择，剔除节点之间不必要的通信链路，形成一个数据转发簇头节点一黑色节点，并反向寻找查询消息，在簇头节点的优化网络结构。传感器网络中的拓扑控制按照研究方向之间建立通信链路，簇头节点管理自己簇内的节点。可以分为两类：节点功率控制和层次型拓扑控制

8、组织。TopDisc算法中提出2种节点标记方法，分别为三色算目前，在节点功率控制方面主要的算法有：COMPOW算法，法和四色算法。这2种方法的区别在于，四色算法中，节点收稿日期：2009-11-02基金项目：江西省自然科学基金资助项目(2007GZS0886)第6期谢昕，等：基于能量剩余的TopDisc算法拓扑控制研究9多了一种深灰色状态的节点