基于梯度的分簇式路由协议

程敏敏，宋家友，张 汉

(郑州大学信息工程学院，河南郑州450001)

随着传感器技术、现代网络技术、嵌入式技术以及无线通信技术的发展与进步，推动着具有重要意义的无线传感器网络的诞生与发展，无线传感器网络被誉为是21世纪最具发展潜力的一项研究，应用于军事、医疗、社会公共服务、农业生产和食品检测等各个领域。整个网络通常是由大量微型的传感器节点组成，这些节点被抛洒在需要监测的区域，由于被抛洒区域是一些无人监管区域，而无线传感器节点的能量无法更换，这使得设计出能够有效节约能源、延长整个网络生命周期的路由协议，成为无线传感器网络研究的一个重点。

本文在EAMCT-G［1］分簇路由协议的基础上进行改进，用以提高整个网络的能效性。EAMCT-G算法是一种基于能量的有网关的多级簇数算法。该算法利用图论中基于极大独立集和极小支配集的思想，在整个网络中选取能够覆盖全网的几个节点，并且这些节点的能量较为充足，构成网络中的簇头。这样整个网络就形成了覆盖全网的几个簇，网络分好簇后，簇头节点通过一些网关节点，建立有网关的多级簇树结构，将采集数据发送到基站。

该算法在选择簇头的过程中仅考虑以剩余能量作为权值，而忽略了距离和周围节点的各种因素的影响。路径的选择是由BS发起建立从簇头经过网关节点到基站的路由。

本文中以节点的剩余能量、周围一跳邻居节点的个数以及到其周围节点的平均距离作为节点的权值，采用文献［1］中的分簇策略，从主动式路由考虑，节点将采集信息传送到基站以牺牲较少的能量、能够较及时地传送信息为目标，建立从基站到节点之间的一个梯度。……