无线传感器网络基于路径的非均匀分布策略.pdf

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1、14传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第3l卷第4期无线传感器网络基于路径的非均匀分布策略高美凤，钟文平(江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：无线传感器网络中多对一的数据传输方式导致节点负载的不均衡性，靠近汇聚节点(Sink)的节点要比远离Sink的节点消耗更多的能量，如此容易引发能量空洞问题。针对该问题，从网络数据的传递路径出发，根据网络中节点承担的路径数量的不同，平衡各层节点的能耗，提出感知节点覆盖率一致、内层路由节点与其所有外层感知节点数目相同的的非均匀分布策略，并通

2、过仿真实验证明了该方法的有效性。关键词：无线传感器网络；能量空洞；路径；非均匀分布中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)04-0014--03Non--uniformdeploymentstrategYofwirelesssensornetworksbasedonpathGAOMei-feng，ZHONGWen-ping(KeyLaboratoryofMinistryofEduationofAdvancedProcessControlforLightIndustry，JiangnanUniversity，Wuxi214122，Chin

3、a)Abstract：ThennbalancedloadamongsensorsinwirelesssensornetworksiScausedbymany—to—onewayofdatatransmission．ThenodesnearSinkwillspendmoreenergythanthosefarawayfromSink，andthentheenergyholeiscausedinsensornetworks．Accordingthepathsofdatatransmissionandthenodesundertakingthedifferentnumberof

4、paths，theenergyconsumptionofdifferentlayersnodeisbalanced．Thenon—uniformsensordeploymentstrategy，whichnumberofroutingnodeinaninnerisequaltonumberofsensingnodeinoutertiersfartherawayfromSink，whilethefractionofcovergeofsensingnodeinallthecoverageareaisthesame，ispresented．Thesimulationresult

5、sshowthatthenon—uniformsensordeploymentstrategyisfeasible．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；energyhole；paths；non—uniformdeployment0引言相应的研究，文献[1]提出了一个数学模型，文中假设节点无线传感器网络是由成百上千个传感器节点分布而成均匀分布在一个圆形网络，网络分成不同的几个层且节点的，而节点根据功能的不同又分为感知节点、路由节点和汇的通信半径相等，并比较了每层消耗的能量，直观地显示了聚节点(Sink)，通常网络会有很多感知节点和路由

6、节点，这能量空洞产生的原因；但文中没有讨论能否避免能量空洞些节点的能量是受限制的，但认为Sink的能量不受限制。问题。文献[2]提出在靠近Sink的节点上匹配更大容量的感知节点通过各种不同的传感器感知到节点周围的环境信电池提供能量，以此来减小能量空洞问题的影响，增加网络息后，通过路由以多跳的方式最终将信息传递至Sink，整个的生命周期。文献[3]假设节点在一个均匀分布的圆形网网络多以多对一(many—to—one)的数据传输方式。在本文络中，Sink位于圆心收集其他节点的数据，网络被不同半径中，一个距离基站h跳(hop)的节点记做h层(tier)的节点；的圆分成了不同宽度

7、的同心圆环即层。但要求节点的通信如此一来，层数较低的节点要比较高的节点承担更多通信半径为在一定范围内可调的。文献[4～5]都假设节点的任务，这样会快速消耗它们的能量。致使一段时间后，低层通信半径可变，其中，VinhTQ和MiyoshiT假设网络每的节点将会大量或全部死亡，造成Sink周围出现空白区层等宽，且宽度为单位长度d，并提出通信范围动态调整算域，而高层的节点保有充足的能量却也将无法把信息传递法。WooJungJin和IngramMA分析了造成能量空洞的到Sink。根本原因就是网络中承担负载多的节点过早死亡，基于此前人已经