一种能量高效的无线传感器网络拓扑控制算法.pdf

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1、146传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第2期一种能量高效的无线传感器网络拓扑控制算法江禹生，李萍，马超(重庆大学通信工程学院，重庆市400030)摘要：通过对现有拓扑控制算法的研究，针对无线传感器网络中节点能耗分布不均匀的问题，提出了一种能量高效的拓扑控制算法(EETCA)。该算法以均衡全局能耗为目标，综合考虑了节点的剩余能量、簇的规模、数据最优传输跳数等因素，避免了部分节点能量消耗过快，从而有效地均衡网络负载。仿真结果表明：EETCA在能耗均衡方面均优于原来的算法，延长了无线传感器网络的生命周

2、期。关键词：无线传感器网络；能量高效的拓扑控制算法；生命周期中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)02-0146--04AnenergyeficienttopologycontrolalgorithmforwirelesssensornetworksJIANGYu-sheng，LIPing，MAChao(CollegeofCommunicationEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Throughresearchoncurrenttopolo

3、gycontrolalgorithms，aimingatenergyconsumptiondistributionunevenproblemofWSNsnode，proposeanenergyefficienttopologycontrolalgorithm(EETCA)forwirelesssensornetworks(WSNs)．Thealgorithmcanavoidpartialnodesenergydissipationtoofastandbalanceloadofnetworkeffectivelybytakingresidualenergyofnodes，

4、thesizeofclusterandtheoptimaltransmissionhopcountofdatasintoaccount．SimulationresultsshowthatEETCAispriortotheoriginalalgorithminenergyconsumptionbalanceandprolongthelifecyeleofWSNs．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；energyefficienttopologycontrolalgorithm(EETCA)；lifecycle0引言能耗过大的问题，Y

5、asseinMB等人在文献[5]中提出了无线传感器网络低功耗、低成本、自组织与分布式等特VLEACH(vice·LEACH)算法，该算法簇头的选择过程中设点使其成为信息获取的重要技术，然而资源受限使得对无置了候选簇头以均衡全网的能量消耗，但该算法未考虑全线传感器网络的应用面临着巨大的挑战。减少能量消耗，网的能量分布情况；在文献[6]中，王伟超等人提出了延长网络生命周期是无线传感器网络领域的重要研究方LEACH—H算法，该算法在簇头选择过程中考虑了能量因向。拓扑控制作为无线传感器网络中减少能量消耗、延长素，但其涉及到邻居节点ID、邻居节点剩余能量、被选作为网络生命周期的重

6、要技术⋯，近年来成为了无线传感器网簇头的次数、是否是邻居节点4个数据项，增加了节点间的络领域研究的热点与难点之一。通信量，因而增加了能量的消耗；在文献[7]中，周治平等现有的拓扑控制算法主要集中于节点功率控制和分簇人提出了EB—LEACH(energybalanceLEACH)算法，该算法的层次型拓扑控制2个方面，本论文主要针对分簇的层次在簇头的选择过程中增加了能量阈值这一约束条件，但该型拓扑控制算法进行深入研究。LEACH(1ow-energyadap—算法只能平衡簇头地区的能量分布，缺乏对全网能量消耗tiveclusteringhierarchy)[23是比较经典的

7、层次型拓扑算法，的平衡；通过对网络中最佳簇头数目的考虑，TheinMCM其他的算法：HEED(hybridenergy—eficientdistributed)，等人在文献[8]中提出了能量有效的簇头选择算法，但该DEEUC(distributedenergy-eficientunequalclus—tering)算法忽略了稳定阶段的能量消耗。等，几乎都是在LEACH算法基础上做的改进。本文在LEACH分簇算法的基础上结合EB．LEACH的由于LEACH是随机等概率的选择簇头，没有考虑节一些优秀思想，分别从建立阶段和稳定阶段进行改进，提出