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基于动态门限的定向扩散算法


□ 杨 军 张德运 胡 宁

  摘要:通过对无线传感器网络节点传输能耗模型的分析,在研究时间敏感应用的基础上,提出了一种基于动态门限机制的控制方法,利用采样数据内在的相关性、无硬门限特性,并根据采样数据的发送间隔实现了门限的动态调整,以改进基本的定向扩散算法,仿真实验表明,所提算法能减少节点无线传输的次数,可使无线传感器网络节点的生命期延长30%,它随采样数据的变化动态地调整门限值,从而满足了时间敏感应用的要求,适合于一次性查询和持续性查询。
  关键词:无线传感器网络;定向扩散;时间敏感;动态门限中图分类号:TP393
  文献标识码:A文章编号:0253-987X(2007)12-1411-03
  
  无线传感器网络的能量消耗主要来源于节点的感知、数据的无线传输和处理3个操作,其中无线传输能耗超过其他2项操作,因而很多路由算法也都是通过减少节点的数据传送量或传送次数来减少无线传输,如定向扩散算法(DD)、低能耗自适应分簇(LEACH)算法等,这类算法大多利用了无线传感器网络本身的特点,忽略了采样数据的内在相关性,阈值敏感能量有效协议(TEEN)和混合阈值敏感能量有效协议(ALPTEEN)等,均通过门限来减少数据的传送次数,达到节能且满足时间敏感的需求;但是TEEN协议不能主动地进行门限调整,而APTEEN协议也必须在簇头的控制下完成调整。
  在无线传输能量消耗建模的基础上,本文提出了一种基于动态门限的路由算法,它利用采样数据内在的相关性,根据数据的发送间隔实现门限的动态调整。
  
  1 算法描述
  
  1.1 问题建模和分析
  定义无线传感器网络生命期为网络初始到第一个节点死亡之间的时间长度,据此网络剩余能量被定义为网络当前所有节点中剩余能量最小者,因此设计无线传感器网络的传输目标是:在网络生命期内,通过最优的传输策略来减少传输次数,在满足时间敏感应用的基础上,获得尽可能大的节能效率。
  
  注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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原版页码:1411,1412,1413,1422原版全文
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