基于Anycast的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多基站路由算法

林海峰，劉云飛

(南京林業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，南京 210037)

隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，不同應(yīng)用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延要求也各不相同，單基站的通信模式已經(jīng)不能滿足低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)的要求.在單基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中繼節(jié)點(diǎn)分布于基站四周，因而此類中繼節(jié)點(diǎn)的能量消耗極快，由此會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)生命周期較短的問(wèn)題[1].而在節(jié)點(diǎn)通訊距離固定的網(wǎng)絡(luò)中，不論采取何種最優(yōu)的路由算法，所有不在基站通訊半徑內(nèi)的節(jié)點(diǎn)都需通過(guò)在基站通訊范圍內(nèi)的中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)其采集的數(shù)據(jù)給基站，此類中繼節(jié)點(diǎn)的生命周期將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它節(jié)點(diǎn).由此可見(jiàn)此類無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期可以由基站通訊半徑內(nèi)的中繼節(jié)點(diǎn)決定，故而無(wú)論何種類型最優(yōu)路由或低能耗路由算法在此類無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中都不能解決中繼節(jié)點(diǎn)能耗過(guò)大而導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生命周期較短的問(wèn)題.

為了提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期和節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡等問(wèn)題，可以在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中架設(shè)多個(gè)基站[2].對(duì)此類多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榭紤]到所有的基站具有相同的功能，且由單基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組合或疊加而成的網(wǎng)絡(luò)仍然不能解決基站周邊節(jié)點(diǎn)能耗大的問(wèn)題，所以多基站無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法要比單基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜得多.通常在單基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法中只考慮最優(yōu)路徑的建立，而在多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，在最優(yōu)路由選擇之前，需要對(duì)基站進(jìn)行選擇從而確定相對(duì)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)基站.數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給其中一個(gè)最優(yōu)基站，因此在多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法里需要首先設(shè)計(jì)最優(yōu)基站選擇方法.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)如何選擇最優(yōu)的基站是多基站無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的最重要的研究方向，Anycast技術(shù)可以有效地解決多基站無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)基站選擇的問(wèn)題.

1　相關(guān)工作

單基站無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通訊協(xié)議和路由算法在TCP/IP協(xié)議下的Anycast技術(shù)有很多學(xué)者進(jìn)行了研究[3].例如在域名解析服務(wù)中，可以由服務(wù)器集群提供域名解析服務(wù)，這里使用Anycast技術(shù)查詢域名解析的根服務(wù)器[4]；在分布式服務(wù)器系統(tǒng)中同樣可以使用Anycast技術(shù)進(jìn)行最優(yōu)服務(wù)器的選擇[5].使用Anycast技術(shù)解決IP v6和IPv4的網(wǎng)關(guān)接入已經(jīng)越來(lái)越得到重視.文獻(xiàn)[6]提出了基于DSR和Anycast技術(shù)的擴(kuò)展路由算法A-DSR，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中A-DSR是第一個(gè)采用Anycast技術(shù)的路由算法.在文獻(xiàn)[7]中，Peng等人提出了基于DSR的Anycast路由協(xié)議ARDSR.在文獻(xiàn)[8]中，作者采用Anycast技術(shù)與泛洪協(xié)議，通過(guò)對(duì)TORA協(xié)議的擴(kuò)展，構(gòu)成了一種區(qū)域地域傳播服務(wù)Geocasting算法.

Liu等人[9]針對(duì)基于WSNs的多源多基站情況，提出Potential Field Estimation Algorithm，在此協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷可以通過(guò)其提出的分布式勢(shì)場(chǎng)預(yù)測(cè)模型來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能力并明顯降低網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷.在文獻(xiàn)[10]中Hou等人提出分簇的路由算法，在分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)被分為三類：普通節(jié)點(diǎn)、簇頭和基站.Hou提出一個(gè)基于啟發(fā)式最優(yōu)基站選擇路由算法，此算法中各傳感器節(jié)點(diǎn)在選擇最優(yōu)基站后給出Anycast數(shù)據(jù)流.文獻(xiàn)[11]中，Iqbal提出一種基于遞歸的聚合分簇算法，此算法將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由目標(biāo)轉(zhuǎn)化為一個(gè)一跳的路由目標(biāo)，因此基于此協(xié)議的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在多跳選擇時(shí)只需根據(jù)自身一跳節(jié)點(diǎn)的信息作出最優(yōu)選擇.文獻(xiàn)[12]中，Qi等引入數(shù)據(jù)聚合的路由算法.文獻(xiàn)[13]和文獻(xiàn)[14]中，Kim等在Anycast路由中考慮睡眠-喚醒機(jī)制， 根據(jù)下一跳的睡眠-喚醒機(jī)制情況及Anycast的優(yōu)先策略，通過(guò)在MAC層選擇最優(yōu)的下一跳節(jié)點(diǎn)得到最優(yōu)的點(diǎn)到點(diǎn)Anycast時(shí)延.睡眠-喚醒機(jī)制在節(jié)省能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期上非常有效，但同時(shí)此機(jī)制會(huì)在通訊過(guò)程中出現(xiàn)等待睡眠節(jié)點(diǎn)的情況，這會(huì)增大網(wǎng)絡(luò)延遲，不能應(yīng)用在實(shí)時(shí)低延遲的網(wǎng)絡(luò)中.

本文在多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中引入Anycast技術(shù)，提出的路由算法和當(dāng)前的單基站和多基站路由算法有所不同.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)根據(jù)各自路徑選擇并以該基站為樹(shù)根選擇最低開(kāi)銷路徑建立對(duì)應(yīng)的Anycast樹(shù)，各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)根據(jù)其所屬的Anycast樹(shù)被傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)，最終傳輸?shù)交竟?jié)點(diǎn).

2　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型

2.1　拓?fù)浜湍芰磕Ｐ?/h3>

本文將多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)看成一個(gè)無(wú)向圖G(V,A)，其中V是多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和基站的集合，所有節(jié)點(diǎn)與基站之間經(jīng)過(guò)一跳或多跳相連接，A是所有連接的集合.若i∈A的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)集合為Si，則i可以與Si內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)直接傳輸數(shù)據(jù).在網(wǎng)絡(luò)中大量的源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)基站隨機(jī)分布，源節(jié)點(diǎn)可以將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)一跳或多跳發(fā)送至某一個(gè)基站.

本文中多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的能耗主要涉及以下幾種模式：數(shù)據(jù)采集、空閑、通訊偵聽(tīng)、數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送.eg表示采集一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的能量消耗，es表示節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)的能耗，所有節(jié)點(diǎn)的eg和es是一樣的.節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送所消耗的能量較大，是節(jié)點(diǎn)主要的能耗模式，本文采用文獻(xiàn)[15]中提出的第一階無(wú)線電波能量模型，即一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送的功率為εelec=50 nJ，其放大增益為εamp=100 pJ/bit/m2,則節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)所消耗的能量為er=εelec.任意節(jié)點(diǎn)發(fā)送單位字節(jié)數(shù)據(jù)到其鄰居節(jié)點(diǎn)j的能量消耗為：

(1)

這里dij表示節(jié)點(diǎn)i的傳輸距離，n表示路徑功耗的模型參數(shù)，n的取值范圍在2到4之間，n為2表示自由空間信道模型，n為4表示多經(jīng)衰落信道模型[16].el表示數(shù)據(jù)偵聽(tīng)的能耗，通訊偵聽(tīng)的能量消耗基本等同于數(shù)據(jù)接收的能量消耗.令wi表示節(jié)點(diǎn)i向基站發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的能量消耗，則有：

wi=es+eg+el+er+eij,

(2)

由于節(jié)點(diǎn)在空閑時(shí)的能耗可以忽略不計(jì)，所以：

wi=eg+el+er+eij.

(3)

2.2　路徑選擇

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法目標(biāo)是建立滿足應(yīng)用的最優(yōu)路徑，本文中路由算法可以表示如下：

φ=φ′+∑i∈Vαk·metrici,

(4)

其中，φ′表示從某節(jié)點(diǎn)到鄰居節(jié)點(diǎn)路由建立的開(kāi)銷，metrici是多跳路徑、字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸能耗和剩余能量的表示，αk是metrici計(jì)算路由開(kāi)銷的權(quán)重，根據(jù)不同多基站無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，在路由算法里權(quán)重可以根據(jù)需求做出相應(yīng)的改變來(lái)影響路由開(kāi)銷的結(jié)果.在本文的Anycast路由選擇算法中，節(jié)點(diǎn)能量的消耗主要考慮四個(gè)部分：路徑跳數(shù)、路徑能耗、路徑延遲和節(jié)點(diǎn)剩余能量.因此路由開(kāi)銷為：

φ=φ′+α1·hopi+α2·wi+α3·delay+α4·Ei.

(5)

本文中，hopi=1，wi表示節(jié)點(diǎn)i向其所選擇的最優(yōu)基站發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的總能耗，delay表示數(shù)據(jù)從某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到其父節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，Ei表示這一節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前的剩余能量.根據(jù)不同應(yīng)用的需求，權(quán)重的設(shè)置可以不同.本文的Anycast路由選擇算法中，如果只考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量問(wèn)題，那么時(shí)延需求的參數(shù)權(quán)重可以設(shè)置為(α1,α2,α3,α4) = (0, 1, 0, 0)，即本文的Anycast路由選擇算法主要用來(lái)進(jìn)行多跳路徑的選擇.

3　基于Anycast通信模型

3.1　Anycast樹(shù)的建立

所有基站節(jié)點(diǎn)(Sink Node)都建立一個(gè)對(duì)應(yīng)的Anycast樹(shù)，樹(shù)的根為基站，其它節(jié)點(diǎn)可以從Anycast樹(shù)中選擇路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)，一直發(fā)送到基站節(jié)點(diǎn).本文中基于多基站無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都必須加入到一棵最優(yōu)的Anycast樹(shù)中，本文提出的多基站路由算法的Anycast樹(shù)形成算法如下.

每個(gè)基站及節(jié)點(diǎn)都要向它們的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行子節(jié)點(diǎn)需求廣播(CRQ)，其中CRQ包含基站或節(jié)點(diǎn)位置信息、在Anycast數(shù)中的地址、路徑開(kāi)銷φ、下一跳的地址和節(jié)點(diǎn)地址.當(dāng)CRQ來(lái)自某一個(gè)基站節(jié)點(diǎn)，且路徑代價(jià)為零和下一跳節(jié)點(diǎn)地址為空時(shí)：在收到CRQ后，檢查CRQ中的Anycast地址，若地址為空，表示發(fā)送CRQ的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)加入到某棵Anycast樹(shù)中，此節(jié)點(diǎn)將CRQ中內(nèi)容寫到父節(jié)點(diǎn)表中；如果Anycast地址不為空，表示發(fā)送CRQ的節(jié)點(diǎn)還不在任何一棵Anycast樹(shù)中，此節(jié)點(diǎn)忽略收到的CRQ.

每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到CRQ后，需要設(shè)置一個(gè)遞減的計(jì)數(shù)器，在計(jì)數(shù)器沒(méi)有歸零前，可以繼續(xù)接收CRQ，在收到的CRQ中根據(jù)路徑選擇開(kāi)銷最小的φ作為父節(jié)點(diǎn)，同時(shí)發(fā)送RREP作為回答.若路徑開(kāi)銷φ是相等的，則選擇第一收到的CRQ作為父節(jié)點(diǎn).父節(jié)點(diǎn)在接收到子節(jié)點(diǎn)的RREP后，需要向子節(jié)點(diǎn)發(fā)送ACK消息，子節(jié)點(diǎn)收到ACK后路徑建立完成.本文的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型中有多個(gè)基站，且每個(gè)基站都可以和其子節(jié)點(diǎn)直接傳輸數(shù)據(jù)，基站可以不保留其子節(jié)點(diǎn)的信息，但是子節(jié)點(diǎn)需要保留其父節(jié)點(diǎn)的信息.每個(gè)子節(jié)點(diǎn)在加入到其所屬的Anycast樹(shù)中后，用其父節(jié)點(diǎn)地址表示下一跳的地址，并計(jì)算路徑開(kāi)銷φ，其它相關(guān)參數(shù)隨之更新.

3.2　Anycast模型數(shù)據(jù)傳輸

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都加入到Anycast樹(shù)中后，Anycast組中所有的基站節(jié)點(diǎn)都會(huì)建立以其為樹(shù)根的Anycast樹(shù)，此時(shí)Anycast樹(shù)建立完成.源節(jié)點(diǎn)通過(guò)Anycast樹(shù)結(jié)構(gòu)將其采集到的數(shù)據(jù)傳輸給其父節(jié)點(diǎn)，父節(jié)點(diǎn)在去除數(shù)據(jù)冗余后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合壓縮并轉(zhuǎn)發(fā)到其Anycast樹(shù)中的父節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)沿著Anycast樹(shù)一直被傳輸至基站節(jié)點(diǎn)，如圖1所示.基站節(jié)點(diǎn)在收到其Anycast樹(shù)中所有源節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行聚合，將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端或其它指定設(shè)備.數(shù)據(jù)在Anycast樹(shù)中傳輸時(shí)，源節(jié)點(diǎn)不知道其采集到的數(shù)據(jù)被其父節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到Anycast樹(shù)的哪一個(gè)基站節(jié)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)一定會(huì)被發(fā)送給多基站中的某一個(gè)基站，所有Anycast樹(shù)狀路由協(xié)議對(duì)節(jié)點(diǎn)是可見(jiàn)的.給每個(gè)基站建立一棵Anycast樹(shù)是Anycast路由協(xié)議的最大特點(diǎn)，通過(guò)多基站多棵Anycast樹(shù)選擇可以大幅降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，減輕中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)壓力，降低數(shù)據(jù)延遲.Anycast樹(shù)是根據(jù)選擇路徑開(kāi)銷最小的φ建立的，所以Anycast樹(shù)可以通過(guò)調(diào)整權(quán)重參數(shù)來(lái)滿足不同時(shí)延要求的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以有效地均衡無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能耗和降低數(shù)據(jù)時(shí)延.

圖1　Anycast模型的數(shù)據(jù)傳輸Fig.1　Data transfer of anycast model

源節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)有很大的時(shí)間空間相關(guān)性，基站節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)數(shù)據(jù)聚合來(lái)去除大部分的數(shù)據(jù)冗余.本文的Anycast樹(shù)狀路由算法里，源節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)有可能被路由發(fā)送到備用的基站，所有基站節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)也有很大相關(guān)性，需要數(shù)據(jù)聚合，否則基站節(jié)點(diǎn)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)非常頻繁，容易被竊聽(tīng)和造成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊干擾.故在本文提出的Anycast路由算法里，基站節(jié)點(diǎn)也會(huì)形成一棵樹(shù)，隨機(jī)選擇一個(gè)基站作為根節(jié)點(diǎn)，基站將其Anycast樹(shù)中源節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給根基站，由根基站進(jìn)行數(shù)據(jù)融合.

4　仿真

本文采用NS-2作為仿真平臺(tái)，在100M×100M的平面上隨機(jī)產(chǎn)生3到5各基站節(jié)點(diǎn)和100個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)的位置隨機(jī)分布，所有節(jié)點(diǎn)的通訊半徑固定不變，最大通訊半徑為R=100M，在通訊半徑內(nèi)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以直接傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包為512字節(jié)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始能量為100mJ，每發(fā)送一個(gè)單位數(shù)據(jù)的能耗系數(shù)為50 nJ/bit和0.0013 pJ/bit/m2，每接收一個(gè)單位數(shù)據(jù)的能耗系數(shù)為50 nJ/bit.

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分別設(shè)置3個(gè)、4個(gè)和5個(gè)基站，不同數(shù)量基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗如圖2所示.隨著時(shí)間的推移，網(wǎng)絡(luò)成線性增加，相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)生命周期降低.在圖2中可見(jiàn)，在基站數(shù)量增加后，網(wǎng)絡(luò)能耗曲線下降，網(wǎng)絡(luò)能耗降低，網(wǎng)絡(luò)生命周期提高.當(dāng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基站數(shù)量增加后，Anycast樹(shù)將對(duì)應(yīng)增加，源節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到基站的路徑開(kāi)銷會(huì)降低，如此可以降低網(wǎng)絡(luò)能耗同時(shí)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期.由圖2可見(jiàn)，在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)基站由3個(gè)增加到5個(gè)后，網(wǎng)絡(luò)能耗可以降低三分之一，故新增加的2個(gè)基站可以大幅降低其周邊的節(jié)點(diǎn)能耗.當(dāng)然隨著基站數(shù)量的增加，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗降低和生命周期延長(zhǎng)的效應(yīng)也會(huì)隨之降低.

圖2　當(dāng)基站數(shù)分別為3,4,5時(shí)的網(wǎng)絡(luò)能耗Fig.2　Network energy consumption when base station nunberis 3,4,5

本文將提出的Anycast路由算法和Leach路由算法、Aodv路由算法進(jìn)行了比較，如圖3所示.圖3表示采用不同路由算法的相同網(wǎng)絡(luò)配置的能耗對(duì)比.隨著時(shí)間的流逝，源節(jié)點(diǎn)采集到更多的數(shù)據(jù)，并向基站進(jìn)行發(fā)送，節(jié)點(diǎn)的能耗增加.從圖3中可以看到，在同樣的網(wǎng)絡(luò)配置下，在同一時(shí)間點(diǎn)，本文提出的Anycast路由算法比Leach路由算法和Aodv路由算法所消耗的能量要小.在Aodv路由算法中，由于源節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)被中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)較多，故網(wǎng)絡(luò)的能耗也最大.

圖3　不同路由算法的網(wǎng)絡(luò)能耗Fig.3　Network energy consumption of different routing algorithms

在Aodv路由算法里，雖然節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)保存路由信息來(lái)降低能耗，但是Aodv路由算法里的節(jié)點(diǎn)需要不斷發(fā)送路由請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，而路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)的發(fā)送會(huì)增大節(jié)點(diǎn)的能耗.所以Aodv路由算法會(huì)比Anycast路由算法和Leach路由算法產(chǎn)生更大的能耗.特別是當(dāng)時(shí)間增加后，能耗的差距就越來(lái)越明顯.在Leach路由算法里，節(jié)點(diǎn)的通訊半徑通常較大，節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)消耗更多的能量，同時(shí)簇頭的選擇也會(huì)消耗大量的能量.而在本文提出的Anycast路由算法里，多基站的設(shè)置可以有效地降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗，同時(shí)各節(jié)點(diǎn)的能耗相對(duì)均衡，可以明顯提高網(wǎng)絡(luò)的生命周期.

5　結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種基于多基站設(shè)置的Anycast路由算法和Anycast樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)為每個(gè)基站建立一棵Anycast樹(shù)，所有節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)選擇最小路徑開(kāi)銷來(lái)加入到其中某一個(gè)基站的Anycast樹(shù).在Anycast樹(shù)的建立過(guò)程中，可以根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的需求，設(shè)置對(duì)應(yīng)的權(quán)重，來(lái)選擇路徑開(kāi)銷最小的父節(jié)點(diǎn)，并建立路徑.Anycast樹(shù)構(gòu)成后，源節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)Anycast樹(shù)結(jié)構(gòu)被發(fā)送至這棵Anycast樹(shù)的根，即發(fā)送到基站.本文提出的Anycast路由算法可以高效地應(yīng)用在多基站的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的Anycast路由算法可以有效地降低網(wǎng)絡(luò)能耗并明顯延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期.

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