拥塞敏感的无线传感器网络路由算法.pdf

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1、2011年第3O卷第l期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)119拥塞敏感的无线传感器网络路由算法李丽娜，孙国栋(1．吉林省经济管理干部学院国际商务系，吉林长春130012；2．清华大学计算机科学与技术系。北京100084)摘要：如何延长无线传感器网络的生命周期是一个重要的挑战。提出了一种新的拥塞敏感的路由算法，该算法充分考虑了路由选择过程中的数据负载与邻节点的缓存、信道竞争等状态的关系，每个节点以此计算一个能反映本地拥塞状态的权值，节点选择权值最高的下游节点作为下一跳来平衡下游节点的能耗和数据负载，同时降低下游节点的拥塞可能性。模

2、拟实验表明：提出的算法有效地降低了网络丢包率和平均网络延迟，进而延长了网络生命周期。关键词：无线传感器网络；路由算法；拥塞敏感中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)01--0119-04J1··‘-‘‘··’一ongestion-sensitiveroutingalgorithm[orwirelesssens0rnetworksLILi．na．SUNGuo．dong(1．DeptartmentofInternationalBusiness，EconomicsandManagementCadresCollegeofJilinProvince，Chan

3、gchun130012，China；2．DepartmentofComputerScienceandTechnology，TsinghuaUniversity．Beliing100084．China)Abstract：Toprolongsystemli~timeisamajorchallengeinwirelesssensornetworks，anovelcongestion-sensitiveroutingalgorithmisproposed．Theproposedalgorithmfullyconsiderstherelationshipbetweenthedataloadthe

4、bufferlevelsofneighboringnodes，andthelocalchanneloccupancy．Everynodecalculatesaweighttodescribeitslocalcongestionstatus．ThenodesselectthedownstreamnodewiththegreatestweightasnexthopSOthattheenergyconsumptionandloadofdownstreamnodesarebalanced．Atthesametime，theprobabilityofcongestionisreduced．The

5、simulationresultsshowthattheproposedalgorithmeffectivelyreducesthepacketdroprateandaveragenetworkdelay，andthusextendsthenetworklifetime．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；routingalgorithm；congestionsensitive0引言络拥塞会损害节能路由算法的性能而不能有效地延长网络无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)节点生命周期。原因如下：网络丢包现象会引起数

6、据包重传操仅有十分有限的能源，所以，如何节省网络能源、延长网络作，不仅被丢弃的数据包浪费了网络能源，大量的重传操作生命周期是WSNs应用的最主要挑战。对于传感器节更浪费了网络带宽和网络能源，甚至会导致网络应用的崩点，数据收发操作是主要的耗能行为，因此，近年来许多学溃。针对已有工作的不足，本文提出了一种拥塞敏感(con—者相继提出了很多具有能源有效性的路由算法来优化gestion—sensitive)的WSNs路由算法，该算法下每个节点根WSNs网络生命周期。据邻节点的缓存状态、剩余能量以及信道使用情况等指标但是，上述工作一般没有考虑网络流量和节点分布的来选择下一跳。模拟实验表明：提出的

7、算法有效地降低了不均匀性对路由算法性能的影响。WSNs应用中的数据流网络丢包率和平均网络延迟，进而延长了网络生命周期。一般具有突发性、流量大等特点，常常导致网络负载超过了1相关理论网络的传输能力，进而导致网络拥塞。静态地看，节能路由1．1网络模型算法通过降低数据包的传输跳数、次数以及通过平衡本文假定WSNs由n个传感器节点和1个基站节点组网络流量策略来减少网络能耗。但是，频繁出现的网成。传感器节点随机均匀地分布在正方形监测区域内(a×收稿日期：