控制导向的低能耗多跳分簇路由协议优化

"基于控制的低能耗多跳分簇路由协议(2013年)" 是一篇发表在《计算机应用》期刊上的论文，由邓亚平和唐骏撰写，主要探讨了无线传感器网络（WSN）中多跳分簇路由协议的问题及解决方案。 在无线传感器网络中，多跳分簇路由协议是一种常见的节能策略，它将网络中的节点组织成多个簇，每个簇有一个簇头，负责收集簇内其他节点的数据并转发到sink节点。然而，现有的协议如LEACH（低功耗自适应分簇）存在一些挑战，如sink节点附近簇头能量消耗过快，簇头分布不均，以及多跳链路效率不高。这些问题会导致网络寿命缩短，能源利用率低下。 该论文提出的“基于控制的低能耗多跳分簇路由协议”旨在通过精细化控制来解决这些问题。协议的核心思想包括以下几个方面： 1. **成簇数量与大小控制**：动态调整簇的数量和大小，使得能量消耗更均衡。这可能涉及到根据网络密度和节点能量状态动态设置簇的最优规模，以减少不必要的通信开销。 2. **多跳链路能耗优化**：优化多跳路由路径，选择能量效率高的路径进行数据传输，减少中间节点的能量消耗。这可能通过建立高效的路由算法，如最小能耗路径算法，来实现。 3. **轮数与每一轮数据传输量控制**：合理规划通信轮次和每一轮的数据传输量，避免在短时间内集中大量传输，导致部分节点快速耗尽能量。这可能涉及设置合理的数据传输间隔和数据聚合策略。 通过这些控制策略，该协议在仿真中表现出优于LEACH和EEUC协议的性能。网络稳定期和生命期都有显著提升，网络稳定期分别延长了138%和13%，生命期则延长了13%和8%。这些改进意味着网络能更长时间地保持有效运行，且整体能耗降低，负载均衡得到改善，从而延长了网络的生存时间。 这篇论文提出了一种创新的路由策略，通过智能控制方法优化了WSN的多跳分簇路由过程，提高了网络的能源效率和生存时间。这对于资源有限且依赖电池供电的无线传感器网络来说，具有重要的理论和实际意义。