武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院 蔡 靜

1.介紹

一個(gè)最簡(jiǎn)單的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)被定義為一個(gè)由用節(jié)點(diǎn)來(lái)表示的設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)(可能是小規(guī)模和低復(fù)雜度的)，這些節(jié)點(diǎn)能夠感知環(huán)境并通過(guò)無(wú)線鏈路傳達(dá)從被監(jiān)測(cè)領(lǐng)域獲取的信息；數(shù)據(jù)可能通過(guò)多跳中繼轉(zhuǎn)發(fā)給本地的或者通過(guò)網(wǎng)關(guān)與其他網(wǎng)絡(luò)連接的基站(匯聚)節(jié)點(diǎn)來(lái)傳遞[1,2]。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有五個(gè)部分，如圖1所示：

(1)通信單元。

(2)控制單元。

(3)執(zhí)行單元。

(4)存儲(chǔ)單元。

(5)電源。

圖1 傳感器節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)從環(huán)境感知數(shù)據(jù)，然后將其處理并發(fā)送到基站。

這些節(jié)點(diǎn)既可以將數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，又可以發(fā)送給其他傳感器節(jié)點(diǎn)，這樣數(shù)據(jù)最終到達(dá)基站，如圖2所示。在大部分應(yīng)用中，這些傳感器節(jié)點(diǎn)只有有限的能源供應(yīng)和通信帶寬。這些節(jié)點(diǎn)由一些不可替代的電池供電，因此網(wǎng)絡(luò)壽命取決于電池?fù)p耗。創(chuàng)新技術(shù)已用于有效的限制能源和帶寬資源，以最大化網(wǎng)絡(luò)壽命。這些技術(shù)依賴于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中所有層級(jí)的精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和管理。例如，在網(wǎng)絡(luò)層非常需要找到一個(gè)發(fā)現(xiàn)節(jié)能路由的方法，并從傳感器節(jié)點(diǎn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給基站。

圖2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)圖

每一條消息被指定到達(dá)基站的路徑對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的生命周期非常重要。換句話說(shuō)，影響網(wǎng)絡(luò)生命周期的因素有很多，比如網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸速率、傳輸范圍以及路由協(xié)議。

最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則是溢出[3]網(wǎng)絡(luò)：將收到的包發(fā)送給相鄰節(jié)點(diǎn)，只要源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在同一網(wǎng)絡(luò)相互連接的組件中，數(shù)據(jù)包就一定會(huì)到達(dá)目的地。為避免數(shù)據(jù)包無(wú)限循環(huán)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)只能轉(zhuǎn)發(fā)尚未見(jiàn)過(guò)的數(shù)據(jù)包(例如，迫使單獨(dú)的源節(jié)點(diǎn)識(shí)別和排列數(shù)據(jù)包的序號(hào))。同時(shí)，數(shù)據(jù)包通常攜帶某種形式的失效日期數(shù)據(jù)(生存時(shí)間和最大跳數(shù))以避免不必要的數(shù)據(jù)包的傳播(比如，如果目的節(jié)點(diǎn)根本不可到達(dá))。由于這些傳輸協(xié)議很簡(jiǎn)單，他們的性能取決于發(fā)送的包和延遲的數(shù)量。路由算法以及路由協(xié)議決定路由表。在有線網(wǎng)絡(luò)中，這些協(xié)議通?；阪溄訝顟B(tài)或距離向量算法[4,5,6]。而在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，常常需要移動(dòng)、多跳網(wǎng)絡(luò)和不同的路徑。這里的路由協(xié)議應(yīng)該是分布式的，開(kāi)銷低，自動(dòng)配置，并且能夠應(yīng)付頻繁的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖儞Q。自組織路由的這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)在研究文獻(xiàn)和大量成熟的自組織路由協(xié)議中受到了重視。

一個(gè)通用的分類方法是將這些協(xié)議分為表控制式或先應(yīng)式(主動(dòng)式)協(xié)議，該協(xié)議試圖在它們的路由表中保持精確的信息的保守協(xié)議；而另一個(gè)是請(qǐng)求式協(xié)議，它們不需要全程都保持路由表，只有當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個(gè)沒(méi)有可供使用的路由信息的目的地時(shí)，它們才去構(gòu)建一個(gè)路由表。除了能量效率之外，彈性也是WSN的一個(gè)重要的考慮因素。例如，在運(yùn)行中當(dāng)節(jié)點(diǎn)依賴于能量挖掘時(shí)，他們有可能在不可預(yù)見(jiàn)的瞬間必須得停電，直到再次獲得足夠的能源。[7,8]

因此，在發(fā)送端和接收端路徑單一時(shí)以及在多路徑探索中，它都是令人滿意的。這種多跳不僅在路徑選擇中提供冗余度，而且還可以在負(fù)載平衡中使用，例如，在均衡分布中需要用于轉(zhuǎn)發(fā)的能量損耗。

2.激勵(lì)

在WSN中，每一個(gè)消息的路徑由基站決定這在網(wǎng)絡(luò)的生命周期中真的很重要。如果我們總是選擇到基站最短的路徑，那將導(dǎo)致中間節(jié)點(diǎn)更快的衰竭從而縮短網(wǎng)絡(luò)生命周期。我們需要盡可能地延長(zhǎng)WSN的生命周期。

3.相關(guān)工作

在這一部分，我們將研究一些路由協(xié)議，它們對(duì)于得到無(wú)限傳感網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于路由的概觀很重要。我們來(lái)討論AODV，SPIN，能量提醒路由協(xié)議，以及MRPC。

3.l AODV

AODV被廣泛用于有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的算法中。自組網(wǎng)按需距離向量路由協(xié)議。由于使用最短路徑和最低能耗而被認(rèn)為是最有效的路由協(xié)議之一。AODV是一個(gè)反應(yīng)式協(xié)議，它僅在有請(qǐng)求時(shí)(即需要的時(shí)候)才在節(jié)點(diǎn)間建立路由。網(wǎng)絡(luò)中給其他節(jié)點(diǎn)的消息不依賴于網(wǎng)絡(luò)中全網(wǎng)周期性的發(fā)給其他節(jié)點(diǎn)的識(shí)別消息的廣告。[9,10]

它把“HELLO”這個(gè)消息廣播給鄰近節(jié)點(diǎn)，然后它在路由選擇中使用這些鄰近的節(jié)點(diǎn)。無(wú)論何時(shí)、任何(源)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送消息給另一個(gè)非鄰近的(目的)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)源節(jié)點(diǎn)就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)路徑探索，源節(jié)點(diǎn)將會(huì)發(fā)送一個(gè)路由請(qǐng)求(RREQ)消息給它的鄰居。收到路由請(qǐng)求的這些節(jié)點(diǎn)就能更新他們關(guān)于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信息。該RREQ應(yīng)該包含源節(jié)點(diǎn)的IP地址。換句話說(shuō)，這個(gè)RREQ包含識(shí)別該RREQ所必須的廣播ID。這個(gè)RREQ必須有一個(gè)當(dāng)前序列號(hào)，這決定了這個(gè)信息是否過(guò)時(shí)。最終，該RREQ將跟蹤這個(gè)通過(guò)跳數(shù)變量的路徑探索而被訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)RREQ，它將檢查自己是否在早些時(shí)候收到了同樣的RREQ(通過(guò)檢查IP，ID以及序列號(hào))，如果不是，它將丟棄。換句話說(shuō)，假如該RREQ的接受者是一個(gè)沒(méi)有任何有關(guān)于路徑和最終目的地信息的中間節(jié)點(diǎn)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅增加了跳數(shù)而且還重播了該RREQ給它的鄰居。如果收到該RREQ的節(jié)點(diǎn)是最終的目的地節(jié)點(diǎn)，或者是一個(gè)知道路徑和最終目的地信息的中間節(jié)點(diǎn)，它就會(huì)發(fā)送路由回復(fù)(RREP)回去。該RREP應(yīng)記錄該RREQ從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的遍歷路徑。如圖3所示，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)收到該RREP時(shí)，它應(yīng)該開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。我們應(yīng)該考慮到另一個(gè)控制信息，即，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)探測(cè)到活性路由上到下一跳的鏈路斷開(kāi)了，或者假如它收到一個(gè)數(shù)據(jù)包，而這個(gè)數(shù)據(jù)包注定要發(fā)送給一個(gè)不可修復(fù)的沒(méi)有活性路由的節(jié)點(diǎn)時(shí)，那么我們將用到路由錯(cuò)誤(RERR)。最終假如一個(gè)節(jié)點(diǎn)從相鄰節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)或多個(gè)活性路由的RERR時(shí)，它將發(fā)送一個(gè)RERR消息。

圖3 Hello數(shù)據(jù)包圖

3.2 SPIN協(xié)議

Wendi Rabiner Heinzelman et al.[11]提出一個(gè)被稱為SPIN的一組自適應(yīng)協(xié)議，假定網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)是一個(gè)潛在的基站，它的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以傳送網(wǎng)絡(luò)中的所有信息。在這種算法中使用者可以查詢?nèi)魏喂?jié)點(diǎn)，并且能立即得到請(qǐng)求信息或者數(shù)據(jù)。這種算法假定相近的節(jié)點(diǎn)具有相似的數(shù)據(jù)，因此只需要分發(fā)其他節(jié)點(diǎn)沒(méi)有的數(shù)據(jù)。協(xié)議中的SPIN組使用數(shù)據(jù)協(xié)商和資源自適應(yīng)算法。使用SPIN的節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)高級(jí)別的名稱來(lái)完整地描述他們收集的數(shù)據(jù)(被稱為元數(shù)據(jù)或元內(nèi)容)。元數(shù)據(jù)最簡(jiǎn)單的定義是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。這就是說(shuō)，元數(shù)據(jù)應(yīng)該提供原始數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)方面的數(shù)據(jù)。例如，元數(shù)據(jù)可能是創(chuàng)建這個(gè)數(shù)據(jù)的意義，這個(gè)數(shù)據(jù)的目的、時(shí)間和創(chuàng)建數(shù)據(jù)，創(chuàng)建者或作者的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建這個(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的位置信息，然后在所有數(shù)據(jù)(我們這里指的是原始數(shù)據(jù))被傳輸前執(zhí)行元數(shù)據(jù)的協(xié)議。由于我們過(guò)去常常確認(rèn)有沒(méi)有冗余數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送，這樣做可以減少網(wǎng)絡(luò)上的開(kāi)銷和節(jié)省電力，元數(shù)據(jù)格式的語(yǔ)義具有特殊用途但在SPIN中不是特殊的。例如，當(dāng)傳感器因某一特定區(qū)域的重要事件想要發(fā)送元數(shù)據(jù)，它將用到它的ID。換句話說(shuō)，SPIN算法能訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的能級(jí)，并根據(jù)某一節(jié)點(diǎn)剩余的能量多少來(lái)監(jiān)控協(xié)議的執(zhí)行。我們知道，這些協(xié)議是時(shí)間驅(qū)動(dòng)式的，他們?cè)跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)角落廣播信息，盡管事實(shí)是用戶在有些時(shí)刻并沒(méi)有請(qǐng)求任何數(shù)據(jù)。SPIN的元數(shù)據(jù)協(xié)商辦法解決了溢出這個(gè)傳統(tǒng)問(wèn)題，從而通過(guò)發(fā)送元數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了多能效，而并非和以前的溢出一樣發(fā)送所有數(shù)據(jù)。在SPIN中有三個(gè)階段，傳感器節(jié)點(diǎn)在這三種階段中采用三種不同類型的信息：ADV(元數(shù)據(jù)的廣播)，REQ(請(qǐng)求發(fā)送)與其他節(jié)點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)，DATA是傳感器采集的實(shí)際的數(shù)據(jù)包。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)得到新數(shù)據(jù)，協(xié)議開(kāi)始，它愿意與別的節(jié)點(diǎn)分享，然后他廣播包含元數(shù)據(jù)的ADV消息。如果任意接收了ADV的節(jié)點(diǎn)對(duì)那個(gè)數(shù)據(jù)有興趣，它會(huì)為此發(fā)送一個(gè)REQ消息，然后這個(gè)數(shù)據(jù)被發(fā)送至這個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)。相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)在它的相鄰節(jié)點(diǎn)之間重復(fù)這個(gè)過(guò)程。最終，全部的傳感器區(qū)域?qū)?huì)收到備份數(shù)據(jù)。

3.3 動(dòng)力感知路由

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中有許多許多對(duì)路由的算法研究，這當(dāng)中的許多算法和協(xié)議是基于能量的算法。在這些算法中我們收集網(wǎng)絡(luò)圖表，指定給每個(gè)鏈路一定的成本值，這個(gè)值能夠反映出這個(gè)鏈路上的能量損耗，然后按照這些算法的估算選擇圖表中所需成本最少的路徑。早期的關(guān)于這個(gè)的論文是參考文獻(xiàn)[12]，它改進(jìn)了Dijkstra的最短路徑算法，以獲得最低傳輸總功率的路徑。

其中一個(gè)重要的算法以每一數(shù)據(jù)包或者每一比特的能量最低而聞名。最直接的構(gòu)想是考慮在多跳路徑上從源節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)運(yùn)送一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的總能量(包括所有開(kāi)銷)，最終目的對(duì)于每一個(gè)包來(lái)說(shuō)是通過(guò)選擇一個(gè)好的路徑來(lái)最小化所需的總能量。最小化跳數(shù)的辦法顯然不能達(dá)到這個(gè)目的，因?yàn)樘鴶?shù)少的辦法中有可能某些跳的路程遠(yuǎn)、傳輸功率大。盡管如此，這些成本的衡量標(biāo)準(zhǔn)可以很容易的被考慮到標(biāo)準(zhǔn)路由算法中。這將導(dǎo)致不同的節(jié)點(diǎn)有完全不同的能量損耗[13]。

有些報(bào)告研究路由可能有電池的能量，在有限的能量供應(yīng)中節(jié)點(diǎn)電池在網(wǎng)絡(luò)壽命中是限制因素，在路由決策中有理由使用電池狀態(tài)信息。有些方案通過(guò)選擇有效的電池容量最大的路由來(lái)得到最大化電池容量，而省去那些不必要的繞道。最小化電池?fù)p耗，而不是著眼于一個(gè)給定路徑上總的有效的電池容量；MBCR最小電池耗費(fèi)路由，不是著眼于一個(gè)節(jié)點(diǎn)路由流量的“磁阻”[13,15]。隨著電池的耗盡，這個(gè)磁阻會(huì)越來(lái)越大；。例如，磁阻和路由損耗可以測(cè)量，它們是電池容量的倒數(shù)。于是，一個(gè)路徑上的損耗是這個(gè)倒數(shù)的和，這種規(guī)則是選擇成本最低的路徑。由于這種互導(dǎo)函數(shù)將低電池容量、高成本分配給節(jié)點(diǎn)，這樣當(dāng)節(jié)點(diǎn)能量將要耗盡時(shí)會(huì)自動(dòng)把流量從路徑上轉(zhuǎn)移走。MMBCR(最小-最大電池開(kāi)銷路由算法)，這個(gè)計(jì)劃[13,15]有一個(gè)類似的目的，就是以低能量電池資源保護(hù)節(jié)點(diǎn)。簡(jiǎn)單的將路徑上所有節(jié)點(diǎn)的最大互導(dǎo)電平作為這條路徑的成本，取代了使用互導(dǎo)電池電平。于是，最小成本的路徑又被用上了。從這個(gè)意義上說(shuō)，最佳路徑是通過(guò)超過(guò)最大限度地最小化來(lái)選擇最佳路徑。通過(guò)沿一個(gè)路徑使用最小電池電平然后在這個(gè)路徑上最大化，可以達(dá)到同樣的效果[14]。這就是一個(gè)最小/最大化構(gòu)想。最小化電池電平的方差以保證一個(gè)較長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)生命周期，一個(gè)策略是同時(shí)用盡所有的電池以避免某些節(jié)點(diǎn)過(guò)早耗盡能量和網(wǎng)絡(luò)中斷。因此，應(yīng)該選擇使得不同路徑之間的方差降低的路徑。

MTPR(最小總傳輸功率路由)事實(shí)上不考慮路由的情況下，如Bambos[16]考慮多個(gè)節(jié)點(diǎn)直接傳送給他們的目的地的情況下，相互之間引起干擾。如果他的信噪比超過(guò)一個(gè)臨界值，那么一個(gè)給定的傳輸就是成功的。我們的目的是為每一個(gè)發(fā)送機(jī)(考慮到通道衰減指標(biāo))發(fā)現(xiàn)一種功率值的分配方式，以使得所有的傳輸都是成功的，同時(shí)所有功率值之和是最小的。MTPR(最小總傳輸功率路由)當(dāng)然對(duì)多跳網(wǎng)絡(luò)也是適用的。

3.4 MRPC

Archan Misra,Suman Banerjee[17]過(guò)去一直致力于使無(wú)線環(huán)境中可靠路由的網(wǎng)絡(luò)壽命最大化(MRPC)，他們靠挑選最可靠通信以及最少傳輸能耗的路徑的方法不可能總是最大化adhoc網(wǎng)絡(luò)的壽命。換句話說(shuō)，由于節(jié)點(diǎn)電池能量的實(shí)際消耗將取決于該節(jié)點(diǎn)已轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包，很難預(yù)測(cè)最優(yōu)路由路徑，除非數(shù)據(jù)包流的總大小在路徑設(shè)置中已知。MRPC是這樣選擇路徑的，已知組成節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前蓄電池電源的電平，假設(shè)共享該路徑的所有其他流量不進(jìn)一步進(jìn)行任何傳輸，那么最大化的數(shù)據(jù)包總數(shù)可能在路徑上進(jìn)行理想地傳輸。

4.標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法

MRPC算法有個(gè)問(wèn)題，它所使用的路徑損耗太多功率。仿真結(jié)果[17]顯示每個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸功率比最低能量算法的要高。下圖4[18]顯示MRPC算法將選擇路徑P1(A—C—F—H)，因?yàn)閺腁到H它將發(fā)送3個(gè)包，而通過(guò)路徑P2只需發(fā)送兩個(gè)數(shù)據(jù)包，盡管通過(guò)路徑P1(6單元)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包消耗的功率比P2(只有三個(gè)單元)要多。我們提出一個(gè)新的算法叫做標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法。

圖4 圖G以及它的組成

我們的算法可以概括為如下敘述：

D代表傳感網(wǎng)絡(luò)圖；

w,y代表節(jié)點(diǎn)；

Edge(w,y)是w到y(tǒng)的鏈路；

e(w)：節(jié)點(diǎn)w剩余的電池；

c(w,y)：是edge(w,y)的加權(quán)成本；

N(w,y)是可以從w發(fā)送到y(tǒng)的數(shù)據(jù)包總數(shù)，這個(gè)值被稱為e(w)/c(w,y)。

步驟1：初始化

當(dāng)e(w)

對(duì)于每一個(gè)剩余的edge(w,y)使得：

令S為N(w,y)的值的集合。

步驟2：二分法

對(duì)S進(jìn)行二分法以找到最大值，使得某一路徑P從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)都沒(méi)用邊緣路徑：

為此，當(dāng)測(cè)試S中的一個(gè)值v時(shí)，我們從源節(jié)點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行一種深入或?qū)挾葍?yōu)先的搜索。

這種搜索不允許使用邊緣路徑：

令P為壽命最長(zhǎng)的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑。同時(shí)，我們應(yīng)通過(guò)Dijkstra算法找到最低能量路徑，則：

步驟3：總結(jié)

如果在第二步中找不到路徑，那么這種路由是不可能的。否則，用P來(lái)作為路徑。

當(dāng)然，我們也發(fā)現(xiàn)：min(x)，?x∈P

我們需要獲得一種兼具兩者優(yōu)勢(shì)的混合算法。這里我們采用以下步驟：

我們必須增加一個(gè)條件，即閾值T，我們用它來(lái)衡量每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電池電平，如果其中一個(gè)值小于閾值，則標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法將切換到使用MRPC的模式。除此之外，標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法將繼續(xù)執(zhí)行AODV協(xié)議。

在這種情況下我們考慮兩個(gè)因素，經(jīng)過(guò)該路徑消耗的總功率，以及該路徑上所有節(jié)點(diǎn)的剩余電量。但是我們必須注意，我們?cè)谛滤惴ㄖ惺褂脵?quán)重，最低能量因素占較大的權(quán)重。這樣，我們能保證盡可能長(zhǎng)時(shí)間的使用最低能量算法而不至于使這些節(jié)點(diǎn)斷電。

在圖5中，我們首先可以用函數(shù)概括標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法。我們將一直 執(zhí)行AODV協(xié)議知道第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量變?yōu)槌跏寄芰康奈宸种?。在這種情況下，標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法將轉(zhuǎn)換為路由算法。將執(zhí)行MRPC算法。標(biāo)準(zhǔn)的高效路由將測(cè)試有沒(méi)有節(jié)點(diǎn)。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)的高效路由流程圖

我們也要注意到，如果我們使第一種條件下的閾值為(0)，那么標(biāo)準(zhǔn)的高效路由將執(zhí)行AODV協(xié)議。而當(dāng)我們選擇閾值為(1)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的高效路由協(xié)議將完全執(zhí)行MRPC。

5.分析

這里是仿真中用到的一些參數(shù)。

表1 仿真參數(shù)

我們通過(guò)MRPC與Min-Energy協(xié)議在三個(gè)領(lǐng)域的比較來(lái)研究標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法的行為。第一個(gè)因素是壞死節(jié)點(diǎn)隨著時(shí)間變化的總數(shù)。在這個(gè)因素中節(jié)點(diǎn)在剛開(kāi)始執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法時(shí)慢慢壞死，并將在執(zhí)行結(jié)束時(shí)突然死掉，因?yàn)樗瑫r(shí)具有MRPC和Min-Energy的特征。標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法的行為顯示在圖6中。

如果我們想要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)總發(fā)包數(shù)比較這些算法，那么我們的算法必須發(fā)送比Min-Energy多但是比MRPC少的數(shù)據(jù)包，如圖7所示。

圖6 有效期序列圖

圖7 發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量

最后我們將研究每個(gè)數(shù)據(jù)包的能量，這里我們同樣假設(shè)每個(gè)數(shù)據(jù)包的能量將介于MRPC和Min-Energy之間，高于Min-Energy，低于MRPC。圖8闡述了這一理念。

圖8 每個(gè)數(shù)據(jù)包的能量

6.結(jié)論

這篇文章中我們?cè)噲D介紹一種新型混合算法，它能通過(guò)采用最低能量和剩余電池的概念盡可能地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。我們的算法主要是依賴于用于WSN當(dāng)中的能耗算法。這種算法是給予大部分能量在數(shù)據(jù)傳輸期間而非計(jì)算時(shí)消耗掉了。這種算法實(shí)際上兼具兩種重要協(xié)議的優(yōu)勢(shì)。換句話說(shuō)，MRPC協(xié)議的存在將最大限度的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。通過(guò)這種方法，標(biāo)準(zhǔn)的高效路由算法將使用最低能量協(xié)議直到剩余能量超過(guò)已知的閾值。

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