一種提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)魯棒性的方法

賈斌

【摘要】 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是能量受限的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的能耗以及路由選擇是影響傳感器網(wǎng)絡(luò)魯棒性的重要因素之一。本文提出一種基于能耗預(yù)測(cè)來(lái)確定路由選擇的方法，使得剩余能量較低、預(yù)測(cè)的傳輸能力較差的節(jié)點(diǎn)避開路由傳輸，避免傳輸失敗引起的網(wǎng)絡(luò)癱瘓，增強(qiáng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。

【關(guān)鍵詞】 無(wú)線傳感器 節(jié)點(diǎn) 能量 魯棒性 預(yù)測(cè)

一、引言

能量均衡是是延遲無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期，增強(qiáng)傳感器網(wǎng)絡(luò)魯棒性的常用方法，文獻(xiàn)[1]提出了一種能量均衡的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期延長(zhǎng)策略，通過(guò)建模、應(yīng)用能量均衡協(xié)議，使得節(jié)點(diǎn)能量分布變得更加均勻，延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)能量消耗時(shí)間。

文獻(xiàn)[2]提出了一種延長(zhǎng)實(shí)時(shí)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期的能量平衡路由，使得接收器節(jié)點(diǎn)最終得到的數(shù)據(jù)傳輸路徑可滿足路由實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)保持網(wǎng)絡(luò)的全局能量平衡。文獻(xiàn)[3]通過(guò)延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)生命周期、以及通過(guò)節(jié)點(diǎn)功率控制、層次型拓?fù)淇刂苼?lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，從而達(dá)到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期最大化。文獻(xiàn)[4]中對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)和成員節(jié)點(diǎn)的能量消耗進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并且分析了網(wǎng)絡(luò)的生命周期與檢測(cè)區(qū)域參數(shù)之間的關(guān)系，進(jìn)一步導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)生命周期與簇頭能量配置的關(guān)系。

上述文獻(xiàn)均沒(méi)有涉及如何根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)的剩余能量預(yù)測(cè)該節(jié)點(diǎn)在下一周期的傳輸能力，本文提出一種提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)被選擇為路由節(jié)點(diǎn)，避免傳輸失敗引起的網(wǎng)絡(luò)癱瘓，增強(qiáng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。

二、節(jié)點(diǎn)傳輸能力預(yù)測(cè)與路由選擇

2.1節(jié)點(diǎn)流量統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)

假設(shè)某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)已完成了K次傳輸，即經(jīng)過(guò)了K個(gè)傳輸周期，該節(jié)點(diǎn)計(jì)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(diǎn)有能力完成下一周期的傳輸任務(wù)，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(diǎn)傳輸能力通告

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

三、小結(jié)

本文提出了一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)預(yù)測(cè)的節(jié)點(diǎn)能量來(lái)評(píng)估節(jié)點(diǎn)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(diǎn)，以避免選擇能量較低、傳輸能力較差的節(jié)點(diǎn)作為路由節(jié)點(diǎn)而導(dǎo)致傳輸任務(wù)失敗、引用網(wǎng)絡(luò)癱瘓，從而增強(qiáng)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳陽(yáng)，雍岐山，陸思錫，向東.基于能量均衡的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期延長(zhǎng)策略[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，29（4）：86-90.

[2]趙保華，李培龍，高存皓，周顥.延長(zhǎng)實(shí)時(shí)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期的能量平衡路由[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，41（10）：1137-1141.

[3] 唐淑蘭.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期最大化研究[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2009，（7）：50-52.

[4]張瑞華，賈智平，袁東風(fēng).異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，38（5）：1136-1140.