基于簇首负载均衡的无线传感器网络分层路由协议

发布时间：2021-01-13 07:56

　　针对分层无线传感器网络的簇首选择开销大,靠近汇聚节点（Sink）的簇首容易负载过重,且路由需经多跳才能至Sink而导致时延大等问题,提出充分考虑簇首负载均衡的路由协议;采用多Sink节点来构建网络,运用接收信号强度指示对网络进行梯度分簇,使用移动传感节点在簇首和Sink之间转发数据;仿真实验验证了上述方案能有效地均衡无线传感器网络中的簇首负载,从而降低网络传输时延与能耗,提高网络生存周期;对于解决无线传感器网络单点失效及网络能耗高等问题有重要的价值。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(22)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

CHLBRP网络初始架构图

通过上述算法确定了CHLBRP网络中各汇聚节点的作用域,各个传感器节点依据RSSI选择距离最近的汇聚节点为其所属Sink,最终确立好作用域的网络拓扑图如图2所示。图2为划分好作用域后的网络拓扑图,半圆弧为各Sink节点的作用域,在一般情况下,各作用域交汇处分布有传感器节点,但这些节点只有一个所属Sink节点;这是因为在算法运行时,依据先后顺序来比较距离远近来确定其汇聚节点。

通过上述算法,网络在不同Sink节点的作用域下进行梯度分层建簇;在分簇过程中,将能量值最高的节点选举为簇首,从而确保簇首节点的健壮性好;基于多Sink多层级的网络分簇后,在Sink1作用域下的部分网络拓扑图如图3所示。从图3中可以看出,在该作用域内,网络被分为多个层次,各个层次都分布一定数量的簇;这是因为本协议采用梯度分层的方式来建簇,从而确保簇的均匀分布;另外,簇的选举限制在各Sink节点的作用域和各层级之内,从而大幅减少网络通信量,降低网络能耗。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2974520