基于同构传感器网络的能量空洞避免策略.pdf

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1、第29卷第1期传感技术学报Vo1．29No．12016年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2016AStrategyofEnergyHoleAvoidedinHomogeneousWSNsLONGShengchun，LUDingqian，CHIKaikai(CollegeofComputerScienceandTechnology，ZhefiangUniversityofTechnology，Hangzhou310023，China)Abstract：Aimingatthepr

2、oblemofunevenenergyconsumptioninwirelesssensornetworks(WSNs)，thispaperputforwardanenergy—holeavoidancestrategybasedonhomogeneousWSNswiththeunequalclusterradius．First—ly，thisstudypresentstheBalancedClusterScalebasedLEACH(BCS—L)algorithmthroughimprovingtheexistingLEA

3、CHroutingalgorithm．ThenjointlyapplyingtheBCS—Lalgorithmandthenetworkstructurewithconcentricrings，theenergy—holeavoidanceproblemisconve~edtoapolynomialproblemwhichcalculatestheouterradiusoftheadjacentringbands，withtheobjectiveofminimizingandbalancingthenodesaveragee

4、nergyconsumptionthatindifferentrings．Thelocallyoptimalsolutioncanbeobtainedbysolvingthisproblem．Theoreticalanalysisandsim—ulationresultsshowthatthestrategygreatlyimprovesthenetworklifetimeandavoidstheenergyholeeffectively，andcanbedeployedinthelargesensornetworks．Ke

5、ywords：homogeneoussensornetwork；energyconsumptionbalancing；BCS—L；ringsEEACC：6150Pdoi：10．39690．issn．1004-1699．2016．01．018基于同构传感器网络的能量空洞避免策略龙胜春，卢定乾，池凯凯(浙江工业大学计算机科学与技术学院，杭州310023)摘要：针对无线传感器网络中网络能量损耗不均匀的问题，提出了基于同构传感器网络的能量空洞避免策略。首先对原有的LEACH路由算法进行改进，得到均衡簇规模的BCS—L分簇算法；然后联

6、合应用BCS．L算法与分环网络结构，以节点能耗均衡为目标，将能量空洞避免问题转化为求相邻环带的外半径的多项式问题，并通过最小化最内层环带节点的能量消耗得到最内层环带的半径，最后得到符合实际网络分布的局部最优解，即除最外层环带的其余环带节点能耗均衡。理论分析和实验结果表明，所提出的策略与传统分环网络相比，大幅地提高了网络寿命，较大地改善了网络的性能，是解决能量空洞问题的有效方案。关键词：同构传感器网络；能耗均衡；BCS．L算法；环带中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699(2016)01-0103-06

7、无线传感器网络由部署在检测区域内的大量由于无线传感器网络初始部署的随机性，导致微型、廉价、低功耗的传感器节点组成，这些节点可不同的检测区域具有不同的节点密度。当传感器以是人工布置或用飞行器抛洒，不同的应用场景需节点进行数据转发时，由于节点通信半径较小，网要不同的散布方式。节点一旦布置，便通过自组织络中的一部分节点不仅需要发送自身的感知数据，快速形成一个无线网络。节点既是信息的采集和同时还需要为其邻居节点转发数据n]。特别的，越发出者，也充当信息的路由者，采集到的数据通过靠近Sink的传感器节点，所需转发的数据量越大，多跳路由

8、到达网关。网关(一些文献也称为Sink，频繁的数据转发必然会引起大量的能量消耗，因以下统称Sink节点)是一个特殊节点，可以通过In此，这类通信负载较重的传感器节点将在极短的时ternet、移动通信网络、卫星等与监控中心通信，也可间内耗尽能量。当靠近Sink的传感器节点因能量以利用飞行器飞