无线传感器网络分层带宽自适应路由协议.pdf

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1、132传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第3期无线传感器网络分层带宽自适应路由协议王科强，张彦波，项伍锋(1．河南大学物理与电子学院，河南开封475004；2．南京炮兵学院廊坊校区，河北廊坊065000)摘要：在无线传感器网络(WSNs)中，节点能量使用严格受限，限制了网络的使用寿命。固定环带宽度的分层路由协议是一种有效的解决方法。在此基础上，提出了一种引入环带宽度自适应调整的路由机制。该机制根据节点剩余能量和传输数据能耗自动调整环带宽度，并决定节点是否参与网内数据报文的传

2、输。采用Matlab作为仿真工具对该路由机制进行了仿真分析，结果表明：该算法通过调整环带宽度的方式能够有效延长网络使用寿命和维持网内负载均衡。关键词：均匀带宽；自适应带宽；负载均衡；分层路由；无线传感器网络中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)03-0132-03HierarchicalbandwidthadaptiveroutingprotocolinWSNsWANGKe．qiang，ZHANGYan—bo，XIANGWu—feng(1．SchoolofPhysicsandElectronics，Henan

3、University，Kaifeng475004，China；2．TeacherB~gade，NanjingArtilleryAcademy，Langfang065000，China)Abstract：Inwirelesssensornetworks(WSNs)，energyofnodeisseverelylimited，whichrestrictslifetimeofWSNs．HierarchicalroutingprotocolisanefficicvtmethodtoprolonglifetimeofWSNs．Basedonthesekin

4、dsofprotocol，proposearoutingprotocolthatcanadjustthebandwidthautomatically．Thepresentedmechanismcannotonlyautomaticallyregulatebandwidthaccordingtonoderesidualetmrg)andenergyconsumptionofdatatransmission，butalsodecideswhethernodeswilltakepartintransmittingpacketsinnetwork．Sim

5、ulatetheproposedmechanismbyusingMatlab，theresultsshowthatthealgorithmcanefficientlyprolonglifetimeandkeepload—balanceofWSNsbyregulatingbandwidth．Keywords：uni~rmbandwidth；adaptivebandwidth；load—balance；hierarchicalrouting；wirelesssensornetworks(WSNs)0引言立、路径加强和数据传播4个阶段。DD协议减少了洪

6、无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)被广泛到网络中的冗余信息，查询驱动具有较高的健壮性。但泛应用于军事、航空、救灾、环境、医疗、工业、商业等领是造成的网络开销大，不利于网络扩展。LEACH协议将网域。在无线传感器网中，传感器节点一般体积较小，数络中节点分成不同的簇，簇内节点将收集的数据发送给簇量众多，且多采用电池供电。由于节点部署的位置会影响首，簇首将数据融合后传送给汇聚节点。PEGASIS协议是节点参与网内报文发送的任务数，频繁利用部分节点，会导一种基于链状拓扑结构的路由协议，它利用贪婪算法在网致这些节点过早

7、消耗掉自身能量，退出网络。如何提高能络中生成一条由节点组成的单链，数据沿链路进行传量有效性、均衡节点能耗进而延长网络寿命、避免网络分裂输J。PEGASIS算法链路拓扑结构算法简单，形成链路能等问题便成为无线传感器网络路由协议研究的重要内耗低，能有效减少节点间通信的平均距离，并能减小容。LEACH协议在簇重构过程中所产生的能耗。但是PEGAS—近年来，许多研究工作通过研究不同应用下的网络层Is协议还存在以下问题J：1)数据传输过程依靠位置信息特性，提出了一系列路由协议。基于节点平面部署特点的容易造成数据的迂回，不适应于时延敏感的应用场合；比较成熟的

8、路由协议有DD协议J、LEACH协议以及2)网络维护路由信息会带来额外的能量开销；3)在数据传PEGASIS协议。DD协议可以分为：兴趣