大规模无线传感器网络环域多扇区多跳分簇路由算法.pdf

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1、128传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第3期＼计算与测试s、大规模无线传感器网络环域多扇区多跳分簇路由算法牛佳佩，程良伦(广东工业大学自动化学院，广东广州510006)摘要：无线传感器网络(WSNs)中分簇不均衡会导致一些节点能量过早耗尽，网络生命周期缩短。提出一种环域多扇区多跳分簇路由(MMCR)算法。在RBMC分环模型上，各环域内根据最优分簇数分扇区即分簇，多轮旋转机制产生簇头，簇内单跳通信，簇间根据距离权值、单跳、多跳相结合通信。仿真实验表明：该算法与LEACH，E．L

2、EACH，ERBMC相比，在较大规模网络中，网络生命周期、能量利用率和数据发送效率都具有较好的性能。关键词：无线传感器网络；环域多扇区；多轮旋转；能量均衡中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)03-0128-04Multi-sectorandmulti-hopinringclusteringroutingalgorithmforlarge-scaleWSNsNIUJia-pei，CHENGLiang-lun(SchoolofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology，Gu

3、angzhou510006，China)Abstract：Clusteringunbalancingwillleadnodes’energydepletionearly，sho~ennetworklifeinwirelesssensornetworks(WSNs)．Amulti—sectorandmulti—hopinringclusteringrouting(MMCR)algorithmisproposed．AccordingtooptimalclusternumberclusteringineachringbasedonRBMCsub—loopm

4、odel，clusterheadisgeneratedthroughmulti-roundrotationmechanism，andcommunicationinclusterisrealizedthroughsinglehop，commuicationbetweenclustersisrealizedbycombinationofsinglehopandmulti—hop．SimulationexperimentshowthattheMMCRhasbetterperformanceinnetworklifecycle，energyutilizati

5、onanddatatransmissioneficiencythanLEACH，E—LEACH，ERBMCinlarge—scalenetwork．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；multi—sectorinring；multi-roundrotation；energybalancing0引言过建立网络能耗优化模型，按最优簇头数分簇，并结合功率无线传感器网络(WSNs)是由大量传感器节点部署在控制限制候选簇头选举环带宽度，使产生的簇头分布均衡，人们所关心区域，能够在一些苛刻的环境下正常工作⋯，分簇时考虑节点

6、剩余能量，以均衡节点能耗，达到延长网络在多个领域得到广泛应用。节点能量、计算和存储能力受寿命的目的。其最优分簇个数，各环内构建规模不同的簇限，除了最大化传感器节点寿命外，首选均衡整个网络能量以克服网络中的“热点”问题，但是每轮都进行簇头选举存消耗，最大限度提高整个网络性能。在开销过大，而文献[8]提出一种基于最优簇头个数的分根据网络拓扑结构，WSNs中路由可分为两类：层次路环多跳算法。通过分析一个簇内簇头对簇内节点能量消耗由和平面路由，层次路由比平面路由能量更高效、扩展的影响，根据发送和中继数据包数量计算传感器网络能量性更好。为了避免文献[4]中LE

7、ACH随机选取簇头，存在消耗，通过计算能量消耗，得到其网络内最优簇头个数，但着剩余能量较低节点当选簇头和远距离簇头与基站直接能是以固定频率随机选取簇头并不能保证簇头分布的均衡耗过高问题，文献[5]提出E—LEACH算法，主要考虑了节性。为避免文献[7]中RBMC每轮都进行簇头选举能耗过点能量和数据发送消耗能量优化簇头选举，每轮的时间依高问题，文献[8]提出的ERBMC采用多轮机制簇头选举且赖最优簇规模而变化，簇头由最小生成树发送数据到基站，簇头选举时考虑节点剩余能量。文献[8，9]分析簇头对簇剩余能量最大的簇头作根节点。文献[6]的EOMC算法通内节

8、点能耗的影响，确定发送和中继数据包数量并计算网收稿日期：2013-08-21基金项目：广东省重大科技专项资助