一種提高無線傳感器網(wǎng)絡魯棒性的方法

賈斌

【摘要】 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點是能量受限的節(jié)點，節(jié)點的能耗以及路由選擇是影響傳感器網(wǎng)絡魯棒性的重要因素之一。本文提出一種基于能耗預測來確定路由選擇的方法，使得剩余能量較低、預測的傳輸能力較差的節(jié)點避開路由傳輸，避免傳輸失敗引起的網(wǎng)絡癱瘓，增強無線傳感器網(wǎng)絡的魯棒性。

【關(guān)鍵詞】 無線傳感器 節(jié)點 能量 魯棒性 預測

一、引言

能量均衡是是延遲無線傳感器網(wǎng)絡生命周期，增強傳感器網(wǎng)絡魯棒性的常用方法，文獻[1]提出了一種能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡生命周期延長策略，通過建模、應用能量均衡協(xié)議，使得節(jié)點能量分布變得更加均勻，延長節(jié)點能量消耗時間。

文獻[2]提出了一種延長實時無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的能量平衡路由，使得接收器節(jié)點最終得到的數(shù)據(jù)傳輸路徑可滿足路由實時性要求，同時保持網(wǎng)絡的全局能量平衡。文獻[3]通過延長節(jié)點生命周期、以及通過節(jié)點功率控制、層次型拓撲控制來延長網(wǎng)絡生命周期，從而達到無線傳感器網(wǎng)絡生命周期最大化。文獻[4]中對簇頭節(jié)點和成員節(jié)點的能量消耗進行了數(shù)學建模，并且分析了網(wǎng)絡的生命周期與檢測區(qū)域參數(shù)之間的關(guān)系，進一步導出網(wǎng)絡生命周期與簇頭能量配置的關(guān)系。

上述文獻均沒有涉及如何根據(jù)傳感器節(jié)點的剩余能量預測該節(jié)點在下一周期的傳輸能力，本文提出一種提高無線傳感器網(wǎng)絡魯棒性的方法，可避免剩余能量較低，傳輸能力較差的節(jié)點被選擇為路由節(jié)點，避免傳輸失敗引起的網(wǎng)絡癱瘓，增強無線傳感器網(wǎng)絡的魯棒性。

二、節(jié)點傳輸能力預測與路由選擇

2.1節(jié)點流量統(tǒng)計預測

假設某個中間節(jié)點已完成了K次傳輸，即經(jīng)過了K個傳輸周期，該節(jié)點計算發(fā)送單位數(shù)據(jù)流量所消耗的能量et，接收單位數(shù)據(jù)流量所消耗的能量為er。

如果Enext ， consume≤Eremain <2Enext ， consume，則表示該中間節(jié)點有能力完成下一周期的傳輸任務，但可能不能完成下一周期后的再次傳輸。

如果Eremain

2.3節(jié)點傳輸能力通告

中間節(jié)點將自身的傳輸能力信息通告給自己的鄰居節(jié)點，在通告信息中表明自身是否可能完成下一次的傳輸任務，這樣，其他節(jié)點在接收到該中間節(jié)點的通告消息后，根據(jù)該節(jié)點通告的能力信息，可確定是否需要選擇該中間節(jié)點作為下一跳的路由節(jié)點，可避免該中間節(jié)點被選擇為路由節(jié)點但卻不能完成傳輸任務而導致網(wǎng)絡癱瘓，從而延長了網(wǎng)絡的生命周期。

三、小結(jié)

本文提出了一種無線傳感器網(wǎng)絡中根據(jù)預測的節(jié)點能量來評估節(jié)點下一周期的傳輸能力，并將傳輸能力通告給其周圍的鄰居節(jié)點，以避免選擇能量較低、傳輸能力較差的節(jié)點作為路由節(jié)點而導致傳輸任務失敗、引用網(wǎng)絡癱瘓，從而增強了無線傳感器網(wǎng)絡的魯棒性。

參 考 文 獻

[1]陳陽，雍岐山，陸思錫，向東.基于能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡生命周期延長策略[J].后勤工程學院學報，2013，29（4）：86-90.

[2]趙保華，李培龍，高存皓，周顥.延長實時無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的能量平衡路由[J].西安交通大學學報，2007，41（10）：1137-1141.

[3] 唐淑蘭.無線傳感器網(wǎng)絡生命周期最大化研究[J].信息技術(shù)與標準化，2009，（7）：50-52.

[4]張瑞華，賈智平，袁東風.異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期[J].吉林大學學報，2008，38（5）：1136-1140.