27卷 第12期2010年12月微电子学与计算机MICROELECTRONICS &COM PU TERVo l.27 No.12December 2010收稿日期:2009-12-13;修回日期:2010-02-05WSN 中一种基于剩余能量级别的负载均衡路由协议陈志奎,倪晶晶,姜国海,刘 旸(大连理工大学软件学院,辽宁大连116621)摘 要:文中提出了一种W SN 中基于剩余能量级别的负载均衡的分簇路由协议REL CR P.在簇的建立阶段,RELCRP 采用了基于优先级的簇头选取策略,高优先级的节点能更早地广播簇头竞选通告,从而避免剩余能量低的节点成为簇头.簇间通信采用单跳-多跳混合传输模式,簇头节点根据剩余能量级别切换传输方式,以缓解 热点 问题.仿真结果表明:REL CRP 有效地均衡了网络中节点的能量消耗,延长了网络的生存时间.关键词:无线传感器网络;分簇;能量均衡;剩余能量级别中图分类号:T P393 文献标识码:A 文章编号:1000-7180(2010)12-0082-05A Load -Balanced Residual Energy Level Based Routing Protocol in Wireless Sensor NetworksCH EN Zh-i kui,N I Jing -jing ,JIANG Guo -hai,LIU Yang(Scho ol o f Softw are,Dalian U niv ersity of T echno lo gy ,Dalian 116621,China)Abstract:A lo ad -balanced r esidual energ y level based clustering ro ut ing prot ocol named R ELCRP was proposed.In the stag e of cluster fo rmation,it w as intro duced that a pr ior ity based cluster head selectio n strateg y in which node wit h hig her prior ity was supposed to br oadcast cluster head elect ion not ice much earlier,w hile acco rding ly node w ith low r esidual energ y w as av erted to become a cluster head.In inter -cluster communication,a hy br id t ransm ission mode o f single -mult-i hop w as adopted.T he cluster head sw itched tr ansmissio n mode acco rding to residual ener gy level so as to allev iate the hot pot pr oblem induced by mult-i ho p transmission.Simulat ion r esults indicated that RELCRP efficiently balanced the energ y co nsumptions of all nodes and ev entually ex tended netw or k lifetime.Key words:w ir eless sensor netw or ks;clustering ;energ y balance;residual energ y level1 引言传感器网络协议的首要设计目标就是高效地使用传感器节点有限的能量,最大化网络生存时间.LEACH 在一定程度上解决了传统平面多跳路由协议占据存储空间多、维护路由表项大等问题,但它没有考虑到节点的剩余能量,这有可能导致剩余能量很小的节点成为簇头节点,从而缩短了网络生命周期.其次,它可能会导致产生的簇头节点过于集中在网络中的某个区域,造成簇内通信耗能过多.最后,LEACH 协议在簇间通信时采用单跳通信,相比于距离基站较近的节点,距离基站较远的节点会更早地耗尽能量.针对LEACH 协议存在的问题,大多数分簇路由协议的研究主要集中在簇头选取公式的改进、簇间多跳路由的选择及非均匀分簇策略的使用等方面[1-5].在一定程度上延长了网络的生命周期,但没有解决网络负载均衡性的问题.针对如上问题,文中提出了一种能耗均衡的基于剩余能量级别的分粗路由协议RELCRP,重点解决了剩余能量较低的节点成为簇头节点、簇头分布不均匀和 热点 三方面的问题,旨在均衡网络中节点能耗,以延长网络生存时间.2 系统模型2.1 网络模型假设N 个传感器节点随机地分布在一个边长
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