无线传感器网络功率控制的路由协议改进.pdf

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1、无线传感器网络功率控制的路由协议改进陈雪冬，等无线传感器网络功率控制的路由协议改进lmproVementofRoutingProtocolofW．reIessSensorNetworksBasedonPowerControI跨雪每酰顽记(中物院电子工程研究所，四川绵阳621000)摘要：路由技术是传感器网络的核心技术之一。针对无线传感器网络节点能量有限、节能至关重要的特点，提出基于功率控制的无线传感器网络路由协议。结合自由空间传播损耗模型和双径传播模型，导出了节点最优发送功率。考虑网络层路由选择与物理层功率控制，在AODv协议帧中附加了一个字段，即

2、在路由请求与回答报文中加入了最优发送功率。仿真结果表明，在保证低延迟和高吞吐量的前提下，该方法降低了网络能量消耗，延长了网络生存时间。关键词：无线传感器网络网络性能功率控制AODv路由协议最优发送功率中图分类号：TP393文献标志码：ADOI：10．16086／i．cnki．issnlooO—0380．201501018Abstract：RDutingtechn0109yisoneofthecoretechnologiesofwirelesssensornetwork．Duetotheenergyofthenodeislimited，andene嘲

3、‘savingiss培n击cant，thewirelesssensornetworkroutingprotocolbasedonpowercontrolispmposed．BycombiningtIIefkespacepmpagationlossmodelwith山edualpathpropagationmodel，thecalclllationfomulaforoptimaltmnsmitpowerisderiVed．Consideringt11eroutingselectioninnetworklayerandtllepowercontroli

4、nphysicallayer，onefieldisaddedinAODVprotocolfhme，i．e．，t}IeoptimaltIansrnitpowerisaddedbetweenmutingrequestandreplymessage．TheresuhsofsimulationshowtIlatinensuringtllepmmiseof10wlatencyandh培hthrougllput，tllepmposedme出odreducestllenetworkenergyconsumption，prolongsthesurvivaltime

5、0fnetwork．Keywords：WirelesssensornetworkNetworkpe如HnancePowercontmlAODVroutingprotocolOptimaltraJlsmissionpowerO引言在无线传感器网络研究技术中，减少能量消耗，延长网络生存时间是重要研究课题。目前采用功率控制协议口也1或采用族功率(clusterpower)协议口1的主要思想是控制发送功率。跨层设计可以实现不同层之间信息的共享[4_6]。减小层间通信与开销。利用无线传输中多跳节能特征，构造节点有效功率拓扑结构，从而建立高效能量路径[7。9]

6、。改进AODV协议¨⋯，联合链路层和路由层共同为节点和数据包选择最优发送功率，从而节省网络能耗。本文基于AODV[91协议进行跨层功率控制研究，在网络层依据能量相关度量构造路由表，在物理层依据路由表动态调整发送功率，从而达到降低节点能量消耗、延长网络生命周期的目的。1最优发送功率在无线传感器网络中。信号接收功率的衰减与传输距离呈幂函数关系，且与传播模型相关。使用传播修改稿收到日期：2叭4—07—15。第一作者陈雪冬(1967一)，男，1997年毕业于电子科技大学自动控制专业，获硕士学位，副研究员；主要从事传感器技术研究。模型预测接收端所收到的信号强

7、度，从而判断传送的数据能否成功被接收。在研究中，往往会选择使用传输模型估计接收端所收到的信号强度，从而判断传送的数据能否成功被接收。根据传送端和接收端之间干扰情况的不同。存在几种常用的传输模型。常用传播模型分为自由空间模型、双径传播模型和阴影模型三种[10

8、。自由空间模型是最理想的模型，只考虑从传送端到接收端直线距离的路径损耗。双径传播模型是自由空间模型的改进，除了考虑传送端到接收端直线距离的路径损耗外，还考虑了地面反射因素。当收发节点间距离小于距离阈值时，传播模型等同于自由空间模型。当收发节点间距大于距离阈值时，采用双径传播模型。阴影模型是最复杂

9、的模型．不仅考虑节点间直线距离路径损耗和地面反射因素，而且考虑了传送端和接收端之间有障碍物时对传送信号的影响。双径传播模型