基于通信代价的Zigbee网状网络路由选择算法

李新春，杨 洪，李元诚

（辽宁工程技术大学 电子与信息工程学院，辽宁 葫芦岛125105）

0 引 言

在WSN备受关注的今天，Zigbee技术凭借低成本、低功率、构架简单等优势在低速无线个人区域网 （lowrate wireless personal area network，LR－WPAN）中 得 到广泛应用［1－2］。Zigbee网络中，节点依靠电池供电，节点的电量绝大部分用于节点之间的通信且节点间的通信能耗与节点间的通信距离的三次方成正比［3］。因此，有效利用节点电量、减少通信能耗是延长网络生命周期的必要条件。

现 有 路 由 算 法 采 用 划 分 能 量 等 级［4－5］、 设 定 阈 值［6］、定义节点最小能量值［7］、预先设定广播半径［8］等路由策略，选择剩余能量高的节点或跳数最少的路径转发数据，从一定程度上，限定了RREQ的方向，保护了能量偏低节点，均衡了节点的能耗，延长了网络的生命周期。然而，现有算法忽略了节点间的通信能耗与通信距离的关系。单纯的选择剩余能量高的节点，跳数最少的路径转发数据未必能够达到节省能耗的目的。况且，频繁的使用同一条路径转发数据只会加快路径中节点的死亡速率。针对以上问题，本文在深入分析节点之间的通信能耗与通信距离的关系的基础上，提出一种基于通信代价的路由选择算法。以通信代价函数来均衡路由选择的3个因数：跳数、剩余能量以及通信能耗之间的关系，在源节点与目的节点之间建立一条能够有效利用节点能量、均衡网络能耗的路径，以达到延长网络生命周期的目的。

1 Zigbee网络简介

一个Zigbee网络由协调器 （负责组建整个网络以及整个网络系统的管理和维护）、路由器 （负责采集数据以及消息的传递）以及终端设备 （负责采集数据）组成。……