基于跨层设计的无线传感器网络节能双向梯度路由算法

【摘要】：针对现有无线传感器网络梯度路由算法在下行路由创建过程和能量更新机制中存在冗余控制开销的问题,该文提出一种采用跨层和功率控制机制,具有节能功能的双向梯度路由算法(Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing,CEBR):无需使用专门的控制分组,采用源路由方式以较小开销建立从Sink节点通往传感器节点的下行路由;通过跨层信息共享,定期采集节点剩余能量信息并按需发布;设计使用含跳数和节点剩余能量的合成路由度量标准,减少节点能量和网络带宽消耗的同时均衡节点能耗;结合RSSI(Received Signal Strength Indication)测距实现节点发射功率控制从而在数据及查询分组发送过程中节约节点能量。理论分析表明了CEBR的有效性;仿真结果显示:与现有的典型相关算法相比,CEBR能够在建立双向梯度路由的前提下,至少降低34.5%的归一化控制开销和27.12%的数据分组平均能耗,并使网络生存期延长18.98%以上。 【作者单位】： 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室;
【关键词】： 无线传感器网络 梯度路由 双向传输 节能 跨层设计
【基金】：国家自然科学基金(60972068) 教育部留学回国人员科研启动基金(2010-1561) 应急通信重庆市重点实验室开放课题(201201) 重庆市科委重点实验室专项经费(D2011-24)资助课题
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【正文快照】： 1引言无线传感器网络[1]是一种综合了检测、无线通信和计算机网络技术,用于数据采集和传输的自治系统。由于无线传感器承担的检测、处理和通信等多种任务消耗大量能量和无线带宽,而传感器节点的能量、计算、存储资源和通信能力较为有限,因此无线传感器网络面临着较大的能量和

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