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一种随机多SINK模式下的异构网络构建方法技术

技术编号:23534745 阅读:105 留言:0更新日期:2020-03-20 08:33
本发明专利技术公开了一种随机多SINK模式下的异构网络构建方法,属于无线传感器技术领域。所述方法在构建无线传感网络中,异构节点以自身能量、可达节点集、平均邻居节点距离以及距离集作为簇首选举标准,以距离集为调整参考值动态调整簇半径,实现簇内能量优化;以簇首单次中转损耗的能量为门限,综合考虑自身能量以及多Sink模式下距离信号集的影响,择优构建最佳网络拓扑结构;同时缩短了簇内单跳的通信距离;簇半径动态调整策略保证了簇的物理大小随位置的变化而变化,减小簇内数据收集时对簇首节点的负荷;簇间通过寻找多Sink模式下的最优通信路径,保证网络连通性的同时减缓簇首节点的能量消耗,避免部分簇首节点提前死亡。

A method of constructing heterogeneous network in random multi sink mode

【技术实现步骤摘要】
一种随机多SINK模式下的异构网络构建方法
本专利技术涉及一种随机多SINK模式下的异构网络构建方法,属于无线传感器

技术介绍
无线传感网WSN(WirelessSensorNetworks)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器节点。由于传感器节点的电池能量有限,因此无线传感网的生命周期是评价网络性能的一个主要指标,而传感器节点能量的利用效率与网络的生命周期息息相关。而为了提高传感器节点能量的利用效率,需要对网络中的节点进行分簇,所谓分簇,就是将WSN的节点划分为许多组(称为簇),每个簇由一个簇头节点和成员节点组成,成员节点感知收集数据并发送给簇头节点,簇头节点对数据进行融合发送给Sink节点,Sink节点指汇聚结点,主要负责传感器网与外网的连接,可看作网关节点。分布式网络中,簇架构的组建以及路由的合理搭建使网络更具节能优势,将节能理念贯穿网络的分簇组网与数据传输过程,对无法进行能量补给的无线传感网络更加具有普适性。现有技术中主要从三个方面进行网络性能优化:簇首选举优化、最优路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随机多SINK模式下的异构网络构建方法,其特征在于,所述方法在构建随机多SINK模式下的异构网络时,根据节点μ

【技术特征摘要】
1.一种随机多SINK模式下的异构网络构建方法,其特征在于,所述方法在构建随机多SINK模式下的异构网络时,根据节点μi自身能量、节点μi的可达节点集TNei(μi,ri)、节点μi的平均邻居节点距离dave以及节点μi的距离集d_RSSI(μi,sinkl)确定其是否当选为簇首节点;
所述随机多SINK模式下的异构网络包括N个具有异构特性的传感器节点μ={μi(xi,yi)|i=1,2,…,N}和M个Sink节点N个传感器节点和M个Sink节点均部署于边长为L的矩形监测区域I=L×L内;(xi,yi)为节点μi的坐标位置信息;为Sink节点sinkl的坐标位置信息;
节点μ初始情况下具有异构半径r={ri|i=1,2,...,N}和异构能量E={Ei|i=1,2,...,N}。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述节点μi在其通信范围内关于ri的可达节点集TNei(μi,ri)为:



其中,表示节点μi与μj之间的距离;
所述节点μi的平均邻居节点距离dave为:



其中,|TNei(μi,ri)|表示μi可达邻居节点的个数,μj∈TNei(μi,ri);
所述节点μi的距离集d_RSSI(μi,sinkl)为:




表示节点μi与Sink节点sinkl距离。
若节点μi当选为簇首节点,则其簇半径ri_sink的动态调整公式为:





3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据节点μi自身能量、节点μi的可达节点集TNei(μi,ri)、节点μi的平均邻居节点距离dave以及节点μi的距离集d_RSSI(μi,sinkl)确定其是否当选为簇首节点,包括:
根据下述式(4)确定节点μi是否当选为簇首节点;



根据节点μi的权值W(μi)的大小确定节点μi是否当选为簇首节点;
其中α、β、ε、δ为分别用来调整均一化后的可达节点集、自身能量、平均邻居节点距离以及距离集对簇首选举的影响占比,α+β+ε+δ=1;Emax为初始能量的最大值;min(d_RSSI(μi,sinkl))为距离集中的最小值;TNei(μi,ri_sink)节点μi在其通信范围内关于ri_sink的可达节点集,|TNei(μi,ri_sink)|表示μi关于ri_sink的可达邻居节点的个数。


4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法在构建随机多SINK模式下的异构网络时,簇首节点采用多跳方式选择最优路由将信息传给Sink节点,包括:
节点μi当选为簇首节点,簇首节点μi判断自身周围是否存在可单跳通信的Sink节点,若存在,则将自身的路由信息表Path(μi)记录为Sink;
若不存在单跳通信可达的Sink节点,则将收到的邻居簇首节点信息全部加入自身的临时路由信息表内。


5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,当簇首节点μi自身周围不存在单跳通信...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦宁宁张伟杰
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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