移动无线传感器网络中一种基于线性回归的新的路由协议

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移动无线传感器网络(Mobile Wireless Sensor Network,MWSN)由大量的具有传感功能的无线移动节点组成,由于节点的工作环境,节点依赖于自身携带的电池供电,能量有效利用便成了移动无线传感器网络(MWSN)路由协议设计中的关键问题之一。所以本文拟开展对移动无线传感器网络节能路由协议的研究,主要针对影响协议性能的因素,诸如:网络分簇、簇间数据传递、节点休眠调度机制几个方面,考虑节点的移动性对协议性能的影响,协议以减少网络能耗,延长网络的生命周期为设计准则,提出尽可能节能的路由协议。本文主要提出了两种路由协议:基于LEACH-M协议改进的路由协议和移动无线传感器网络中基于线性回归的路由协议。对LEACH-M协议的改进。簇首选取采用推荐机制,即前一轮簇首根据簇内节点的剩余能量择优推荐一定数量的待选簇首,而待选簇首的选择是依据簇首剩余能量、距离基站的距离以及移动性三个因素择优选取,当待选簇首竞争成功后,会依据距离基站距离以及自身剩余能量,自适应成簇进行数据转发。避免了以概率选取的不确定性,使网络能耗更均衡。簇间传输依据簇首的剩余能量、距离基站距离以及传输数据的能耗三个因素择优选取下一跳簇首节点。实验结果表明,该协议降低了每一轮周期内网络的能量耗损,均衡了整个网络的能耗,延长了网络的生命周期。提出一种新的路由协议,移动无线传感器网络中基于线性回归的路由协议(An Energy Routing Protocol based on Linear Regression in MWSNs,ERLR),该协议首先使用机器学习习得线性关系式的参数占比置于传感器节点中,其次协议不进行簇首选举,而是采用事件触发机制,事件节点可自适应调整自身竞争半径,在竞争半径内择优选取下一跳节点。协议有效的减小节点因簇首选举产生的能耗,同时自适应的调整竞争半径,避免产生“热点”区域,此外,为达到节能目标,应选择一条能耗最小的路由将消息传递给基站会相对减少节点的能耗。实验结果表明,协议的性能优于文中提到的其他协议,该协议可延长网络的生命周期。以上两种方案都是移动无线传感器网络针对基站静止提出的节能路由协议,方案中的节点均可依据自身情况自适应调整,以达到延长网络生命周期的目标。
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