基于引力场的多sink传感器网络路由选择方法.doc

纪守领,李金宝,徐辉,惠丽(,黑龙江哈尔滨150080;,黑龙江哈尔滨150080)摘要:根据传感器网络中数据转发与静电场中电荷移动的相似性,将传感器网络抽象成由sink节点激发的引力场。在该引力场中,数据可以在sink节点的吸引力作用下流向sink节点。基于sink节点产生的引力场,提出了一种适用于多sink传感器网络的路由选择算法,该算法具有较低的时间和空间复杂性,能适应网络规模的动态变化。理论分析与实验结果表明,提出的路由方法能够有效地减少数据传输的能量消耗,降低数据丢包率,延长网络的生命周期。关键词:传感器网络;引力场;引力场强度;路由中图分类号:TP393文献标识码:B文章编号:1000-436X(2008)11-0200-13Routinginmulti-worksbasedongravitationfieldJIShou-ling,LIJin-bao,XUHui,HUILi(,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;,Harbin150080,China)Abstract:,,,aroutingalgorithmworkedwellinMulti-,,hadalowerpacketdiscardrate,:works;gravitationfield;gravitationfieldintensity;routing1引言收稿日期:2008-06-17;修回日期:2008-10-20基金项目:黑龙江省科技计划项目(QC04C40)FoundationItem:TheScienceandTechnologyProgramofHeilongjiangProvince(QC04C40)近年来,随着通信技术、嵌入式计算技术和微电子技术等的进步,传感器网络得到了迅速发展和广泛的关注。传感器网络可以广泛地应用到国防军事、环境监测、医疗护理等许多领域。典型的传感器网络由sensor节点、sink节点组成。当sensor节点监测到事件发生后,需要将监测到的数据通过其他sensor节点,采用“多跳”方式传输至sink节点[1],sink节点可以与卫星进行通信。目前在对传感器网络相关问题进行研究时,一些研究人员将传感器网络的问题映射成经典的物理学问题,利用数学物理方法来解决这些问题。,将问题抽象成静电场中电荷的分布问题,根据电荷在电场中的分布特性,得出了传感器网络中节点最优分布时应满足的条件[2]。文献[3,4]对文献[2]提出的方法做了进一步的研究:研究了当传感器网络具有一般性质的物理层时,网络最优部署应该满足的条件。,将传感器网络模拟成静电场。作者根据电场的性质导出一系列偏微分方程,通过求解偏微分方程确定网络中各sensor节点对应的路由[5]。文献[6]在文献[5]的基础上引入了能量因素。文献[7,8]进一步将文献[5,6]中的方法扩展到多sink、多种类负载情况,通过将多sink传感器网络模拟成静电场,提出了一种多sink传感器网络最佳路由选择和负载分配的方法。文献[9]等提出了一种基于静电场模型的移动多sink传感器网络部署方法。该方法根据sensor节点的剩余能量动态地调整节点的电性和带电量,从而构建一个能量高效的网络。文献[10]提出了一种基于静电场的移动adhoc网络服务发现算法,该算法用正负点电荷分别模拟服务实例和服务请求,服务请求根据邻居节点的电势路由到服务实例。文献[11]提出了一种基于磁场的磁扩散(MD,icdiffusion)算法,该算法将sink节点抽象成磁铁,将数据抽象成可以被磁铁吸引的铁屑,从而建立了一个由磁铁激发的磁场。数据根据磁场中节点的磁场强度路由至sink节点。MD算法可以完成