方格拓扑无线传感器网络源路由策略的能耗分析.pdf

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1、36传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第1O期DOI：10．13873／J．1O0O-9787(2o14)lO-0036-o4方格拓扑无线传感器网络源路由策略的能耗分析吴腾飞，熊庆国，李文翔，陈骞(1．武汉科技大学信息科学与工程学院。湖北武汉430081；2．武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室，湖北武汉430081)摘要：无线传感器网络(WSNs)中的汇聚传输模式使得靠近汇点的节点承担了较多的数据转发业务，导致这些节点能量很快耗尽，降低网络的寿

2、命。针对这种问题，结合规则拓扑结构的对称性和预知性，对方格拓扑结构中多种典型源路由策略进行分析，分别计算各策略的瓶颈节点负载和数据传输时延，提出能耗的计算模型，并据此探讨网络节点的通信能耗、待机能耗和总能耗。数值分析结果表明：均衡转发策略产生最小的总能耗。关键词：无线传感器网络；方格拓扑；源路由策略；负载；能耗中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)10-0036-04AnalysisonenergyconsumptionforsourceroutingstrategyinWSNsofsquar

3、elatticetopologyWUTeng．fei，XIONGQing．guo，LIWen．xiang，CHENQian(1．SchoolofInformationScienceandEngineering，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China；2．KeyLaboratoryofMetallurgicalIndustryProcessSystemsofHubeiProvince。WuhanUniversityofScienceandTechnology，W

4、uhan430081，China)Abstract：Concentrationtransmissionmodeposeslargerburdenonthenodesnearsinknodeinwirelesssensornetworks，SOthesenodesarepronetorunningoutofenergyearlywithdecreasednetworklifetime．Todealwiththeproblem，analyzethetypicalsourceroutingstrategiesinsquarelattic

5、etopologystructurebasedonsymmetryandpredictabilityofregulartopologicalstructure，calculateloadofbottlenecknodeanddatatransmissiondelayofeachstrategy，proposecalculationmodelforenergyconsumption，anddiscussenergyconsumptionforcommunication，standing—byandtotalityofnetworkn

6、ode．Numericalanalysisshowsthatbalanceforwardingstrategyleadstominimaloverallenergyconsumption．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；squarelatticetopology；sourceroutingstrategy；load；energyconsumption0引言12邻节点共3种随机游走方案，仿真指出，在能耗相当的在无线传感器网络(WSNs)中，采用规则拓扑结构能情况下，8邻节点方案在时延和路径

7、效率上优于4邻节点高效实现节点的连通和采集信号的感知覆盖，提升网络的方案。文献[4]利用局部拓扑信息来降低网络时延，分析运行效率和延长网络寿命。同时利用拓扑的预知性和了不同方向路径的有效概率，给出随机游走平均时延的精对称性，也能设计出源路由策略，避免按需路由策略的动态确表达。文献E5，6]分析了随机游走传输时延的上下限，路由发生开销和表驱动路由策略所带来的路由表维护开并提出了在r—nearestcycle和tomsGrid这2种拓扑结构中销，能显著提升传输效率、降低传输能耗。随机游走路由的时延表达式。最初在方格拓扑结构中所探讨的是

8、随机游走策略。文为改进随机游走路由策略传输效率较低的问题，文献[2]指出应用随机游走策略能够节省能耗并达到均衡负献[2]在拓扑对称性的基础上，提出路由协议DSAP。该协载。文献[3]提出方格拓扑中的4邻节点、8邻节点和议不需要路由表，为每个节点分配