(南京審計(jì)大學(xué) 金審學(xué)院，南京 210023)

0 引言

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor networks,WSNs)的應(yīng)用具有顯著多樣性，如：污染監(jiān)測、智能交通、工業(yè)控制及日常生活等眾多場合均有涉及。它通常由多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，并在節(jié)點(diǎn)之間相互進(jìn)行通信。WSNs中普通節(jié)點(diǎn)主要用于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境并收集原始信息，并將原始信息發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn))，而Sink節(jié)點(diǎn)則主要用于接收普通節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的信息，經(jīng)過處理后再與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，因此Sink節(jié)點(diǎn)往往還需要能夠在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)換不同的通信協(xié)議[1-2]。

不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，智能交通環(huán)境下WSNs中節(jié)點(diǎn)通常硬件配置較低，體積較小，能量由電池提供，而電池能量有限，無法長時(shí)間保證其正常運(yùn)行，因此系統(tǒng)能效控制顯得尤為重要。為了解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量消耗過快以及數(shù)據(jù)沖突頻繁的問題，目前WSNs大多使用能效性更好的面向簇集的路由協(xié)議。它將WSNs中相鄰的節(jié)點(diǎn)劃分至稱為簇的分組，分組再通過組內(nèi)競爭產(chǎn)生一個(gè)或兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，沒有競爭成為簇頭的普通節(jié)點(diǎn)在通信過程中可將數(shù)據(jù)先匯集至該分組中的簇頭，再由簇頭進(jìn)行數(shù)據(jù)融合并路由轉(zhuǎn)發(fā)至Sink節(jié)點(diǎn)。[3]該模式不要求所有節(jié)點(diǎn)直接向Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，因此減少了路由計(jì)算涉及的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，降低了網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸總量，平衡了WSNs能量損耗。然而傳統(tǒng)的路由算法在能效性方面都仍存在一些問題，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)能效，避免某些節(jié)點(diǎn)因能量損失過快而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)生命周期急劇衰減的現(xiàn)象，引入VMIMO、路由跨跳等技術(shù)，從簇間及簇內(nèi)兩部分入手對系統(tǒng)進(jìn)行改善，系統(tǒng)方案如圖1所示。最后，對該方案進(jìn)行仿真測試，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的方案可以更加有效地平衡WSNs內(nèi)系統(tǒng)能量的損耗。

圖1 智能交通中區(qū)域差異化的WSNs系統(tǒng)

1 WSNs能效均衡模式設(shè)計(jì)

目前比較經(jīng)典的面向簇集路由算法是LEACH協(xié)議，很多協(xié)議都是基于該協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，相較于傳統(tǒng)WSNs路由協(xié)議，它可以提高15%左右的生命周期。然而，簇頭不但要接收處理來自簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)的通信請求，在多跳路由協(xié)議中，離Sink節(jié)點(diǎn)較近的簇頭往往還需要負(fù)責(zé)更多額外的中繼轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。這部分節(jié)點(diǎn)能量的消耗明顯要高于簇內(nèi)其余節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而促使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于局部能量損失過快而加速死亡。那么如何做到節(jié)點(diǎn)間能效均衡是亟待解決的問題，如圖2所示，該方案首先通過相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送hello數(shù)據(jù)包獲得彼此鏈路狀態(tài)信息，并以此作為分簇依據(jù)，同時(shí)建立熱點(diǎn)區(qū)域和非熱點(diǎn)區(qū)域概念，最后根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)選擇不同的數(shù)據(jù)傳輸策略，最終達(dá)到能效均衡的目的。

圖2 協(xié)議模型

1.1 簇內(nèi)能效均衡策略

為了解決簇頭節(jié)點(diǎn)能量損失過快的問題，大多數(shù)分簇算法采用的是對全網(wǎng)進(jìn)行定期重新分簇，從中挑選出當(dāng)前能量較高的節(jié)點(diǎn)作為新的簇頭，但該方法最大的問題是網(wǎng)絡(luò)又需要重新收斂，并且所有節(jié)點(diǎn)都參與計(jì)算，影響了全網(wǎng)系統(tǒng)能效性。[4]為了解決以上問題，避免經(jīng)常性的重新分簇，可對簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)算法進(jìn)行改進(jìn)。

在簇內(nèi)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均可輪流擔(dān)任簇頭角色，將簇頭的更替限制在簇內(nèi)，以此減少由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兏斐傻念~外能量損耗。當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)的能量低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)將重新選出新的簇頭，為了進(jìn)一步優(yōu)化該過程中系統(tǒng)資源消耗，引入簇內(nèi)平均剩余能量Eavg作為參考：

(1)

n為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)，Ei為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)剩余能量值

若Ei>Eavg，則該節(jié)點(diǎn)有資格進(jìn)行下一輪簇頭選取，稱為候選節(jié)點(diǎn)，否則不參與計(jì)算。通過這樣的方式限制簇頭競爭節(jié)點(diǎn)數(shù)量。再根據(jù)候選節(jié)點(diǎn)中當(dāng)前剩余能量值以及到Sink節(jié)點(diǎn)的距離來進(jìn)行測量比較，產(chǎn)生候選因子β：

(2)

式中，dtosink為候選節(jié)點(diǎn)與Sink節(jié)點(diǎn)之間的距離，dtoCH為候選節(jié)點(diǎn)與簇頭節(jié)點(diǎn)之間距離。

在簇頭需要重新選舉時(shí)，通過候選因子β比較選出新的簇頭。為了表示對原簇頭的確認(rèn)，以及對其余全部簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)宣告自己成為新的簇頭，該節(jié)點(diǎn)將廣播一個(gè)ACK確認(rèn)信息。如果某個(gè)普通節(jié)點(diǎn)在指定時(shí)間ti內(nèi)沒有收到此ACK確認(rèn)廣播信息，則說明簇頭節(jié)點(diǎn)距離它較遠(yuǎn)，已超出它的傳輸范圍，對于這樣的節(jié)點(diǎn)可以選擇并加入其它相鄰的簇分組。簇內(nèi)通信過程中，普通節(jié)點(diǎn)均根據(jù)當(dāng)前覆蓋半徑參數(shù)計(jì)算機(jī)出相應(yīng)的功率值Pa進(jìn)行工作，并且采用TDMA的工作方式，只在分配到相應(yīng)時(shí)隙后才會發(fā)送數(shù)據(jù)，其余時(shí)間處于休眠狀態(tài)，功率為Ps，以此進(jìn)一步降低能量損耗。

1.2 簇間能效均衡策略

簇間通信主要考慮遠(yuǎn)離Sink節(jié)點(diǎn)或基站的非熱點(diǎn)區(qū)域簇頭，它們除了負(fù)責(zé)簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)通信外，還要負(fù)責(zé)大量來自其他外部簇頭節(jié)點(diǎn)額外的中繼工作，能量總是在較短時(shí)間內(nèi)被消耗完[5]。為了減少節(jié)點(diǎn)在熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的能量損失，采取的方案是降低簇集的覆蓋范圍，也就是接近Sink節(jié)點(diǎn)的簇集覆蓋范圍較小，遠(yuǎn)離Sink節(jié)點(diǎn)的簇集則擁有更大覆蓋范圍，以此來平衡全網(wǎng)系統(tǒng)能效。

將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部劃分為熱點(diǎn)區(qū)域和非熱點(diǎn)區(qū)域，Sink節(jié)點(diǎn)附近的區(qū)域即為熱點(diǎn)區(qū)域，節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域中可直接與Sink節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，而不需要其他簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼，反之其他區(qū)域則為非熱點(diǎn)區(qū)域。在網(wǎng)絡(luò)的初始階段，所有節(jié)點(diǎn)不了解自己所處的區(qū)域是否為熱點(diǎn)區(qū)域，它們均發(fā)送“熱點(diǎn)置位信息”給Sink節(jié)點(diǎn)，Sink節(jié)點(diǎn)收到該置位信息后會返回一個(gè)“功率標(biāo)志信息”，收到此信息的節(jié)點(diǎn)會將自身功率設(shè)置為P1，同時(shí)再次發(fā)送一個(gè)“ACK信息”，如果Sink節(jié)點(diǎn)仍能收到，則再次返回一個(gè)包含熱點(diǎn)區(qū)域功率級Ph的“RE-ACK信息”經(jīng)過“兩次握手”，可確認(rèn)此兩路在該功率級下為對稱鏈路，即確定為熱點(diǎn)區(qū)域節(jié)點(diǎn)，而沒完成“兩次握手”的則屬于非熱點(diǎn)區(qū)域節(jié)點(diǎn)，設(shè)置較大的覆蓋范圍。

由于WSNs的復(fù)雜性，熱點(diǎn)和非熱點(diǎn)區(qū)域簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)規(guī)?？赡艽嬖诓煌?，若簇內(nèi)區(qū)域半徑很小，簇集數(shù)量隨之增大，也就是說，將會有更多節(jié)點(diǎn)參與到節(jié)點(diǎn)中繼及數(shù)據(jù)融合的過程中；若簇內(nèi)區(qū)域半徑過大，簇集數(shù)量隨之減小，簇間轉(zhuǎn)發(fā)跨度增大，中繼節(jié)點(diǎn)功耗提高，進(jìn)而導(dǎo)致WSNs生命周期降低。因此可根據(jù)是否為熱點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)一步通過參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整簇頭節(jié)點(diǎn)覆蓋半徑R：

(3)

其中：Rmin表示簇頭半徑最小取值，Ed是節(jié)點(diǎn)死亡時(shí)能量，Ei是節(jié)點(diǎn)初始能量，Er是節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的剩余能量，μ參數(shù)用于控制簇內(nèi)區(qū)域半徑(熱點(diǎn)區(qū)域取值范圍為0到0.5，非熱點(diǎn)區(qū)域取值范圍0.6到1)。

1.3 VMIMO擴(kuò)展策略

MIMO技術(shù)即多輸入多輸出技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于LTE等現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，較傳統(tǒng)SISO(單輸入單輸出)系統(tǒng)，它可通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼獲得較高的分集增益，進(jìn)而增加通信的可靠性。[6]該技術(shù)若應(yīng)用在WSNs中可利用其抗信道衰落方面的優(yōu)勢，通過較低的發(fā)射功率獲得與傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)相同的信號質(zhì)量，無疑可以大大降低節(jié)點(diǎn)能耗。然而WSNs中傳感器節(jié)點(diǎn)通常硬件配置較弱，不可能容納多根天線，并且多根天線電路也較為復(fù)雜，此時(shí)電路產(chǎn)生的能耗較系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)耗將無法被忽略。因此WSNs中只能使用VMIMO(虛擬多輸入多輸出)模式，在不增加節(jié)點(diǎn)物理天線的基礎(chǔ)上，通過距離接近的節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)作組成虛擬天線陣列共同發(fā)射。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距離較短時(shí)，節(jié)點(diǎn)能效性反而不如單天線系統(tǒng)，這主要是由于電路復(fù)雜性造成。[7]因此在熱點(diǎn)區(qū)域可以繼續(xù)使用傳統(tǒng)SISO模式，在非熱點(diǎn)區(qū)域可使用VMIMO模式，通過節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)作組成虛擬天線陣列，達(dá)到類似MIMO的效果。

首先在非熱點(diǎn)區(qū)域根據(jù)上文中簇內(nèi)候選因子選擇主簇頭節(jié)點(diǎn)mCH，再根據(jù)選擇另一個(gè)輔助簇頭節(jié)點(diǎn)aCH組成虛擬天線陣列。簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)可以分別根據(jù)自己與兩個(gè)簇頭間距離參數(shù)，比較選擇將數(shù)據(jù)發(fā)送至mCH或aCH。兩簇頭將冗余數(shù)據(jù)去除后通過VMIMO技術(shù)聯(lián)合發(fā)送至下一跳。該方案不僅通過兩個(gè)簇頭實(shí)現(xiàn)了簇頭節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載均衡，還利用VMIMO技術(shù)帶來得分集增益，降低了節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率。

基于VMIMO技術(shù)的非熱點(diǎn)區(qū)域簇頭輪換機(jī)制也直接影響系統(tǒng)能效，當(dāng)任一簇頭剩余能量值低于動(dòng)態(tài)特定閾值，則啟動(dòng)該機(jī)制。原始簇頭mCHo根據(jù)候選因子選擇新的簇頭mCHn，并發(fā)送一個(gè)廣播消息說明mCHn為新的主簇頭。mCHn隨后也發(fā)送廣播消息，與簇內(nèi)其余節(jié)點(diǎn)交換鄰居表信息，并根據(jù)β選出新的輔助簇頭aCHn。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，輔助簇頭aCHn除了需要和mCHn組成虛擬天線陣列外，還需要分擔(dān)一部分?jǐn)?shù)據(jù)通信任務(wù)，因此新的輔助簇頭aCHn同樣需要發(fā)送一個(gè)廣播消息，宣告自己的存在。普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)mCHn和aCHn發(fā)出的信號強(qiáng)度選擇將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給哪一方。若普通節(jié)點(diǎn)在指定時(shí)間ti內(nèi)沒有接收到來自新簇頭的任何信息，則選擇新的簇集加入，此時(shí)輪換完成。

1.4 “路由跨跳”擴(kuò)展策略

目前WSNs內(nèi)大多采用多跳路由協(xié)議，較單跳協(xié)議，它可以更好的適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。本協(xié)議在多跳路由的基礎(chǔ)上引入“路由跨跳”策略，進(jìn)一步防止靠近Sink節(jié)點(diǎn)的區(qū)域由于過量轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)加速死亡。所謂“路由跨跳”即當(dāng)節(jié)點(diǎn)能量過低時(shí)，不再承擔(dān)其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中繼任務(wù)。由于節(jié)點(diǎn)均支持VMIMO，因此可以在熱點(diǎn)和非熱點(diǎn)區(qū)域間自由切換發(fā)射模式，實(shí)現(xiàn)路由跨跳。假設(shè)非熱點(diǎn)區(qū)域簇頭Sv將熱點(diǎn)區(qū)域簇頭Sm作為下一跳中繼節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)路徑為Sv→Sm→Ssink。當(dāng)熱點(diǎn)區(qū)域簇m內(nèi)全部節(jié)點(diǎn)能量均低于一個(gè)與相鄰簇分組相關(guān)的動(dòng)態(tài)閾值后，立即發(fā)送包含自身鏈路狀態(tài)的低能量信息給上一跳非熱點(diǎn)區(qū)域簇頭節(jié)點(diǎn)Sv。節(jié)點(diǎn)Sv收到該信息后，更新本路由數(shù)據(jù)庫，提高發(fā)射功率，在新的通信過程中不會再選擇Sm作為中繼節(jié)點(diǎn)，并跳過該節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給它的下一跳，即Sv→Ssink。經(jīng)過若干輪后，由于跨跳距離相對較長，造成的能量消耗也較大，簇v節(jié)點(diǎn)剩余能量逐漸接近被跨跳的簇m節(jié)點(diǎn)，此時(shí)跨跳條件便不再滿足，恢復(fù)之前節(jié)點(diǎn)Sm的數(shù)據(jù)中繼功能，以此平衡簇間能量消耗。該路由跨跳方案同樣適用于非熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)部，如Sv→Sm→Sj。

2 網(wǎng)絡(luò)能效分析

根據(jù)不同信道模型，分析在距離長度為d時(shí)發(fā)送長度為Lbit信息所需要消耗的能量為：

(4)

其中:Eelec為發(fā)送一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)所需要的能耗，εfs為自由空間信道下放大參數(shù)，εfs為多徑衰落信道下放大參數(shù)，由于發(fā)送數(shù)據(jù)長度為L比特，因此所需消耗的能量為L·Eelec[8]?，F(xiàn)假設(shè)系統(tǒng)處于自由空間，將N個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布在一個(gè)A*A的區(qū)域中，分簇期望值為k，每個(gè)分簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為Ci，εmp設(shè)為100 pJ/bit/m2，Eelec設(shè)為50 nJ/bit，Rm，Rh分別表示簇內(nèi)和簇間通信距離。

普通節(jié)點(diǎn)的能量消耗主要用于與簇頭發(fā)生的通信過程，能耗表示為：

(5)

簇頭的能量消耗可分為兩部分：一是用于接收并處理來自普通節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，二是用于對其他簇頭進(jìn)行路由中繼。其能耗表示為：

ECH=(Ci-1)·L·Eelec+

(6)

式中，EDA是簇頭進(jìn)行數(shù)據(jù)融合時(shí)所需要的能量，設(shè)為5 Nj/bit，m是融合率，設(shè)為0.25。

在非熱點(diǎn)區(qū)域采用VMIMO技術(shù)擴(kuò)展簇間路由，分別分析主簇頭節(jié)點(diǎn)和輔助簇頭節(jié)點(diǎn)能耗，由于VMIMO系統(tǒng)中電路能耗也占較大比重，因此節(jié)點(diǎn)能耗由電路能耗和系統(tǒng)傳輸能耗共同組成。

Eintra為簇內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸能耗：

(7)

Einter為簇間數(shù)據(jù)傳輸能耗：

(8)

主簇頭能耗EmCH由簇內(nèi)傳輸能耗EmCH1與簇間傳輸能耗EmCH2組成：

EmCH1=Ci·n2·L·Erec+Ci·n2·m·L·(Eintra+Etrs)+

Ci·n1·β·L·Erec

(9)

EmCH2=Ci·m·L·(Einter+Etrs+Erec)

(10)

EmCH=EmCH1+EmCH2

(11)

輔助簇頭能耗EaCH由簇內(nèi)傳輸能耗EaCH1與簇間傳輸能耗EaCH2組成：

EaCH1=Ci·n1·L·Erec+Ci·n1·m·L·

(Eintra+Etrs)+Ci·n2·β·L·Erec

(12)

EaCH2=Ci·m·L·(Einter+Etrs+Erec)

(13)

EaCH=EaCH1+EaCH2

(14)

上述公式中，Erec為電路發(fā)送端能耗，Etrs為電路接收端能耗，n1，n2分別為簇頭節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)所占比例。

3 仿真研究

為了驗(yàn)證該方案對于WSNs性能改善的實(shí)際效果，首先模擬一個(gè)包含200個(gè)無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)，將這些傳感器隨機(jī)放置在200 m*200 m的區(qū)域中，并不斷對周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)只能歸屬于一個(gè)簇集，且均具有一定處理能力。簇與簇之間通過跨跳的路由方式進(jìn)行通信，熱點(diǎn)區(qū)域通信采用傳統(tǒng)單天線傳輸模式，非熱點(diǎn)區(qū)域采用VMIMO的協(xié)作傳輸模式。參量設(shè)置如表1所示。

表1 仿真參量表

3.1 生命周期對比

如圖3所示，傳統(tǒng)算法的生命周期為2 508輪，本協(xié)議的生命周期為3 096輪，相對于傳統(tǒng)算法提高了23%；而傳統(tǒng)算法的第一個(gè)死亡節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在1 187輪，本協(xié)議的第一個(gè)死亡節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在1 432輪。通過仿真發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過5 000輪模擬，本協(xié)議在生命周期及死亡點(diǎn)數(shù)量上均優(yōu)于傳統(tǒng)算法。

圖3 生命周期圖

3.2 能效均衡對比

如圖4所示，兩種協(xié)議能耗曲線在初始階均段趨于線性上升，隨著存活輪數(shù)的增加，死亡節(jié)點(diǎn)越來越多，全網(wǎng)能耗呈減緩趨勢?？梢园l(fā)現(xiàn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生命周期內(nèi)，本協(xié)議能耗曲線始終低于傳統(tǒng)協(xié)議。如圖5所示，本協(xié)議中簇頭能耗也明顯低于原有算法，且波動(dòng)較小，能耗較為穩(wěn)定。主要原因在于本協(xié)議考慮到了簇間和簇內(nèi)能效平衡，簇內(nèi)采用簇頭輪換的方式降低了簇頭節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)，簇間由于熱點(diǎn)區(qū)域和非熱點(diǎn)區(qū)域的存在，采用差異化的能效均衡策略，在非熱點(diǎn)區(qū)域VMIMO技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間負(fù)載均衡，還大大降低了發(fā)射功率，此外跨跳操作又進(jìn)一步減輕簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)，降低了全網(wǎng)的能耗。

圖4 網(wǎng)絡(luò)能量消耗圖

圖5 簇頭節(jié)點(diǎn)能效均衡分析圖

4 結(jié)論

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代必不可少的組成部分，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文在考慮到智能交通環(huán)境中全網(wǎng)能耗、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡以及節(jié)點(diǎn)能效均衡的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)WSNs中面向簇集的能效策略進(jìn)行了改進(jìn)，從簇內(nèi)和簇間兩方面著手，將網(wǎng)絡(luò)劃分為兩類區(qū)域進(jìn)行差異化處理，最終結(jié)合VMIMO等技術(shù)減少不必要的重新分簇，提高了網(wǎng)絡(luò)壽命，使其可以更加穩(wěn)定有效的工作，進(jìn)而緩解道路上傳感節(jié)點(diǎn)由于能量消耗過快而無法及時(shí)采集車輛、路況等信息的問題。

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