基於區域劃分的傳感網節能離取改進方法
2023-05-08 15:08:56
基於區域劃分的傳感網節能離取改進方法
【專利摘要】基於區域劃分的傳感網節能離取改進算法，主要用於解決無線傳感器網絡能量有限的問題。通過使用本發明所提出的方法可以提高無線傳感器網絡的能量利用率，延長網絡的生存周期，同時還可以改善離取算法簇頭節點分布不均勻的缺陷。本發明是在原有的離取算法的基礎上，實現網絡能量高效利用、改善離取算法缺陷的算法。本算法在無線傳感器網絡能量有限的情況下，減少了數據在數據融合和數據傳輸等階段的能量消耗，同時優化了簇頭節點在網絡中的布局，進一步提高了能量的利用率，延長了網絡的生存時間。本發明在保證數據採集和數據傳輸都能正確有效實現的情況下，優化了無線傳感器網絡的結構，實現了網絡中能量的合理高效的利用。
【專利說明】基於區域劃分的傳感網節能離取改進方法
【技術領域】
[0001]本發明是一種基於區域劃分的傳感網節能離取(LEACH(Low Energy AdaptiveClustering Hierarchy)，中譯名為「離取」)改進方法，主要用於解決無線傳感器網絡能量利用率低、離取算法簇頭分布不均勻和延長網絡生存周期的問題，屬於無線傳感器網絡研究領域。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量價格低廉的具有數據採集感知能力和計算能力的傳感器節點通過自組織所形成網絡通信系統，在網絡的覆蓋區域內可以完成對複雜事件的監測任務。隨著無線通信及微電子技術的快速發展，無線傳感器網絡在工業、農業、軍事等傳統領域和以智能家居、醫療保健、城市交通為代表的新興領域展現出廣泛的應用前景。對於無線傳感器網絡而言，拓撲控制是無線傳感器網絡研究的核心技術之一，它可以自動生成良好的網絡拓撲結構，能夠提高路由協議和MAC (Mu 11 ip I eAccess Control，MAC)協議的效率，可為數據融合、時間同步和目標定位等很多方面奠定基礎，有利於節省節點的能量，從而延長網絡的生命周期。拓撲控制可分為節點功率控制和層次型拓撲組織兩個方面。功率控制機制調節網絡中每個節點的發射功率，在滿足網絡連通度的前提下，減少節點的發射功率，均衡節點單跳可達的鄰居數目。層次型拓撲組織利用分簇機制，讓一些節點作為簇首節點，由簇首節點形成一個處理並轉發數據的骨幹網，其他非骨幹網節點可以暫時關閉通信模塊，進入休眠狀態以節省能量。離取算法作為最具代表性的層次型拓撲組織分簇算法，其後出現的大部分層次型拓撲組織算法都是在其基礎上發展而來的，所以對其進行研究和改進具有特別重要的意義。離取算法是一種低功耗自適應分簇算法，其基本思想是通過等概率地隨機循環選擇簇頭，將整個網絡的能量負載平均分配到每個傳感器節點，從而達到降低網絡整體能耗、延長網絡生存周期的目的。該算法將整個網絡劃分成若干個簇，每個簇由I個簇頭節點和若干成員節點(簇內節點)組成，如圖1所示。離取算法節約能量的主要原因在於它運用了數據壓縮技術和動態分簇路由技術，通過本地的聯合工作來提高網絡的可擴展性和魯棒性，通過數據融合來減少發送的數據量，通過把節點隨機的設置成簇頭節點來達到在網絡內部負載均衡的目的，防止簇頭節點能量的過快消耗，延長網絡的生存周期。
[0003]離取算法的執行過程是周期性的，每輪循環分為簇的建立階段和穩定的數據通信階段。在簇的建立階段，相鄰節點動態地形成簇，隨機產生簇頭，成為簇頭的節點向周圍節點發送廣播消息，其他節點根據接收到的廣播消息的強度來選擇它所要加入的簇，並告知相應的簇頭。在穩定的數據傳輸階段，簇內節點把數據發送給簇頭，簇頭進行數據融合併把結果發送給匯聚節點。簇頭工作任務比較繁重，需要完成數據融合，還要與匯聚節點通信，所以能量消耗較大。離取算法選舉出的簇頭分布不均勻，且簇頭節點和簇內節點相比能量消耗較大，降低了網絡的生命周期。
[0004]發明目的[0005]技術問題:本發明的目的是提出一種基於區域劃分的節能離取改進算法，來降低網絡整體的能量消耗，實現網絡內節點的負載均衡，延長網絡的生存周期。同時，改進的離取算法可以使簇頭節點均勻地分布在整個網絡中，保證了網絡的覆蓋範圍和生存時間。
[0006]技術方案:本發明提出的是一種策略方法，分簇算法的選擇和應用直接影響整個網絡的能量消耗和網絡生存周期。主要用於解決離取算法能量利用率低、簇頭分布不均勻和延長網絡生存周期的問題。改進的離取算法將整個區域劃分成多個區域，採用靜態的分簇方式，利用多跳向基站BS(Base Station,BS)發送數據，以節省簇頭節點能量的消耗提高節點能量有效性。具體包含步驟如下:
[0007]步驟I)設基站BS在整個傳感區域之外，並且位於距離整個傳感區域較遠的位置，傳感器節點將自己的地理位置信息發送給BS，BS收到傳感區域內各個傳感器節點發來的位置信息後，根據這些信息計算出區域中距離自己最近節點的距離mind和距離自己最遠節點的距離maxd ;設BS將整個區域劃分為2*k+l個部分，其中k>0且為整數，則將maxd-mind分為2*k+l段，每一段的距離為d= (maxd-mind) / (2*k+l),然後以BS為圓心，以minr+d*n為半徑畫圓,其中η>=1且n〈=k,被圈在同一圓內的傳感器節點就屬於同一部分區域；設k=l，則將整個區域可以劃分為三個部分區域，以mind+d為半徑畫圓，被圓圈起來的區域作為一級簇域GID=I,然後以mind+2*d為半徑再畫圓,被圈起來的部分減去一級簇域的部分，剩下的那部分作為二級簇域GID=2,最後以mind+3*d為半徑再畫圓,被圈起來的部分減去二級簇域的部分，剩下的部分區域作為三級簇域GID=3，
[0008]步驟2)如果傳感區域內所有傳感器節點初始能量均相等，需要將選舉簇頭的門限值Thresh設置為各個區域預先設置好的成為簇頭的概率值；在二級簇域中成為簇首的概率為P，所以該區域選舉成為簇首的門限值Thresh就設置為P;節點產生一個O至I之間的隨機數，如果這個數小於P，則該節點就被選為簇頭；如果節點初始能量不相等，那麼需要將簇頭選舉和節點能量聯繫起來，能量相對多的節點成為簇首的概率應該更大；在二級簇域中，應用幾何關係，可以得出該簇域內節點的數量，假設該二級簇域內有η個節點，那麼該Thresh值就應該設置為E (i) /E (total) *nP，其中E (i)為節點i當前的能量值，E (total)為簇域內所有節點能量的總和，這種情況下成為簇首的概率為P，該簇域內簇頭個數的期望值為nP ;同樣地，節點產生一個O至I之間的隨機數，如果這個數小於門限值Thresh，即為E (i)/E (total) *nP,則該節點就被選為簇頭；簇頭選舉出來之後，將簇頭的ID記錄到自己簇域的全局變量region_center_list中，最終得到的region_center_list就是該簇域內所有簇頭節點ID的列表；
[0009]步驟3)當簇頭節點全部選舉出來之後,簇頭節點發布通告消息告知其他節點自己是新的簇頭；同區域內的非簇頭節點接收到該消息後，根據自己與簇頭節點之間的距離來選擇加入哪個簇，當同區域內的非簇頭節點選定自己要加入的簇後，向該簇的簇頭節點發送加入該簇的消息，然後簇頭節點需要根據簇內節點的數目建立TDMA調度，並將該調度發送給各個簇內節點，當簇內節點向簇頭節點發送數據時，就必須要按照該時間調度進行數據發送，以避免數據發送時產生衝突；
[0010]步驟4)組建簇頭多跳路徑，使簇頭融合數據之後將數據以多跳方式發送給BS，減少了數據傳輸時的能量消耗；在簇頭節點選舉的時候，已經將選為簇頭節點的節點ID記錄到了 region_center_list列表中，通過簇域的region_center_list列表可以得到下一跳簇域內所有節點的ID列表，該列表就相當於下一跳的候選列表；利用隨機自治的方式來確定簇頭節點的多跳路徑，簇頭節點只需從這些候選節點中隨機選出一個節點作為自己的下一跳節點，這樣就建立了各個簇頭節點的多跳路徑；
[0011]步驟5)由於簇頭節點擔負的任務比非簇頭節點重，所以消耗的能量多，這樣就容易導致簇頭節點能量耗盡而死亡；為了保持網絡內節點能量均衡分布，採用輪換簇頭節點的方法；採用靜態分簇的方法，由於在首輪循環中已經進行了簇的劃分，所以以後每輪循環階段不再重新劃分簇，只需要更新簇頭節點；除了首輪循環之外，在以後的循環過程中，現任簇頭節點根據簇內節點的剩餘能量來進行新的簇頭節點的選定，選定新的簇頭節點之後現任簇頭節點向所有簇內節點發布廣播消息，通知所有簇內節點當前新的簇頭節點的ID，同時，現任簇頭節點需將自己設置為非簇頭節點，並將自己當前的簇頭節點設置為新簇頭節點的ID ;簇內節點接收到現任簇頭節點發來的廣播消息後，將廣播消息中的新簇頭節點的節點ID值與自己的ID進行比較，如果相等，則說明自己在下一輪中將以簇頭的身份存在，如果不相等，則將自己的當前簇頭節點的ID設置為收到的廣播消息中的ID ;當前簇頭節點的另外一個任務是重新建立簇內節點發送數據的時隙表，即TDMA調度表，並將其廣播給簇內節點，簇內成員節點接收到該消息後，計算自己發送數據的時間，在輪到自己發送數據的時候便發送數據，否則進入睡眠狀態以節省能量；
[0012]步驟6)由於新的一輪循環中對簇頭節點進行了更新操作，該簇域內相應的region_center_list列表也會隨之發生更新，在重新確立了簇頭節點之後，新的簇頭節點利用隨機自治的方法，從更新後的region_center_list列表中隨機選擇出一個簇頭節點作為自己的下一跳節點，從而建立起新的簇頭多跳路徑，為實現數據的多跳傳輸提供條件；
[0013]步驟7)數據多跳傳輸主要分為兩個過程，一是簇內節點與簇頭節點之間的數據通信，二是簇頭多跳路徑中簇頭之間的數據通信，以及最後和BS之間的數據通信；在第一個過程中，簇內節點在指定時隙內將採集到的數據發送給簇頭節點，在處於其他時隙時，簇內節點就處於休眠狀態，並關閉無線電模塊，當再次輪到自己發送數據時再開啟無線電模塊向簇頭節點發送數據；簇內節點兩次向簇頭節點發送數據之間的時間間隔Stime=簇內節點個數*節點發送數據所需時間；在第二個過程中，簇頭節點接收到所有簇內節點的數據之後，對數據進行融合，然後將融合後的數據發送給自己的下一跳節點，下一跳節點收到來自上一跳的數據之後，便將自己收到的簇內節點發來的數據與上一跳發來的數據融合，數據融合完成之後再發給自己的下一跳節點，以此類推直至下一跳節點為基站BS，最後將融合得到的數據發送給BS，完成數據的傳輸。
[0014]有益效果:本發明方法提出了一種基於區域劃分的節能離取改進算法，主要用於解決無線傳感器網絡能量利用率低、離取算法簇頭分布不均勻和延長網絡生存周期的問題，通過使用本發明提出的方法可以減少網絡整體的能量消耗，實現網絡內節點負載均衡，使簇頭均勻地分布在網絡中，延長了網絡的生存周期，實現了能量的高效利用。下面給出具體說明:
[0015]離取算法能夠保證各個節點等概率地擔任簇頭，使得網絡中的節點相對平衡地消耗能量。本發明所提出的算法是對離取算法進行進一步的研究和改進後得到的，和離取算法相比，能量有效性得到了進一步的提高，簇頭節點也分布的更為均勻。本發明採用的是靜態分簇的方式只在首輪循環的時候進行分簇，以後的循環中僅僅需要更新簇頭，不需要再重新分簇，比離取算法節省一部分額外開銷，提高了網絡能量利用率，為延長網絡的生命周期做出了一定的貢獻。同時，本發明利用多跳實現數據的穩定傳輸，如果在多跳路徑上，當前簇頭沒有上一跳節點時，該簇頭收齊了簇內所有成員的數據後就開始融合數據這一點與離取相同，但接下來簇頭並不是直接將融合後的數據發送給BS，而是將其發送給已經選定的下一跳節點。另外，如果存在上一跳，需要等待上一跳節點發來數據後才能開始融合數據，然後繼續將融合後的數據發送給自己的下一跳節點，如圖4所示。這種數據的多跳傳輸在一定程度上節省了網絡的能量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是離取算法分簇示意圖，白色點為簇內節點，黑色點為簇頭節點，
[0017]圖2是區域劃分示意圖，基站BS的坐標為(50，175)，
[0018]圖3是各簇域內成為簇首的概率計算方法示意圖，
[0019]圖4是簇頭多跳路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發明是一種基於區域劃分的節能離取改進算法，主要通過傳感區域劃分、靜態分簇和數據多跳傳輸的方法來提高網絡能量的利用率，實現簇頭節點在網絡中的均勻分布，延長網絡的生存周期。
[0021]步驟I)假設基站BS在整個傳感區域之外，並且位於距離整個傳感區域較遠的位置。傳感器節點將自己的地理位置信息發送給BS，BS收到傳感區域內各個傳感器節點發來的位置信息後，根據這些信息計算出區域中距離自己最近節點的距離mind和距離自己最遠節點的距離maxd。假設BS將整個區域劃分為2*k+l個部分，其中k>0且為整數，則將maxd-mind分為2*k+l段,每一段的距離為d= (maxd-mind) / (2*k+l)。然後以BS為圓心，以minr+d*n為半徑畫圓,其中η>=1且n〈=k,被圈在同一圓內的傳感器節點就屬於同一部分區域。假設k=l，則將整個區域可以劃分為三個部分區域，以mind+d為半徑畫圓，被圓圈起來的區域作為一級簇域(GID=I),然後以mind+2*d為半徑再畫圓，被圈起來的部分減去一級簇域的部分，剩下的那部分作為二級簇域(GID=2),最後以mind+3*d為半徑再畫圓,被圈起來的部分減去二級簇域的部分，剩下的部分區域作為三級簇域(GID=3)，如圖2所示。
[0022]步驟2)改進的離取算法簇頭選舉方法與離取算法基本相同。如果傳感區域內所有傳感器節點初始能量均相等，需要將選舉簇頭的門限值Thresh設置為各個區域預先設置好的成為簇頭的概率值，如圖3所示。以二級簇域為例，假設在二級簇域中成為簇首的概率為P，所以該區域選舉成為簇首的門限值Thresh就設置為P。節點產生一個O至I之間的隨機數，如果這個數小於P，則該節點就被選為簇頭。如果節點初始能量不相等，那麼需要將簇頭選舉和節點能量聯繫起來，能量相對多的節點成為簇首的概率應該更大。以二級簇域為例，應用幾何關係，可以得出該簇域內節點的數量，假設該二級簇域內有η個節點，那麼該Thresh值就應該設置為E (i) /E (total) *nP，其中E (i)為節點i當前的能量值，E (total)為簇域內所有節點能量的總和，這種情況下成為簇首的概率為P，該簇域內簇頭個數的期望值為nP。同樣地，節點產生一個O至I之間的隨機數，如果這個數小於門限值Thresh，即為E(i)/E(total)*nP,則該節點就被選為簇頭。簇頭選舉出來之後,將簇頭的ID記錄到自己簇域的全局變量region_center_list中，最終得到的region_center_list就是該簇域內所有簇頭節點ID的列表。
[0023]步驟3)當簇頭節點全部選舉出來之後，簇頭節點發布通告消息告知其他節點自己是新的簇頭。同區域內的非簇頭節點接收到該消息後，根據自己與簇頭節點之間的距離來選擇加入哪個簇。當同區域內的非簇頭節點選定自己要加入的簇後，向該簇的簇頭節點發送加入該簇的消息，然後簇頭節點需要根據簇內節點的數目建立TDMA調度，並將該調度發送給各個簇內節點。當簇內節點向簇頭節點發送數據時，就必須要按照該時間調度進行數據發送，以避免數據發送時產生衝突。
[0024]步驟4)組建簇頭多跳路徑的主要目的是使簇頭融合數據之後將數據以多跳方式發送給BS，減少了數據傳輸時的能量消耗。在簇頭節點選舉的時候，已經將選為簇頭節點的節點ID記錄到了 region_center_list列表中，通過簇域的region_center_list列表可以得到下一跳簇域內所有節點的ID列表，該列表就相當於下一跳的候選列表。利用隨機自治的方式來確定簇頭節點的多跳路徑，簇頭節點只需從這些候選節點中隨機選出一個節點作為自己的下一跳節點，這樣就建立了各個簇頭節點的多跳路徑，如圖4所示。
[0025]步驟5)由於簇頭節點擔負的任務比非簇頭節點重，所以消耗的能量多，這樣就容易導致簇頭節點能量耗盡而死亡。為了保持網絡內節點能量均衡分布，所以採用輪換簇頭節點的方法。採用靜態分簇的方法，由於在首輪循環中已經進行了簇的劃分，所以以後每輪循環階段不再重新劃分簇，只需要更新簇頭節點。除了首輪循環之外，在以後的循環過程中，現任簇頭節點根據簇內節點的剩餘能量來進行新的簇頭節點的選定。選定新的簇頭節點之後現任簇頭節點向所有簇內節點發布廣播消息，通知所有簇內節點當前新的簇頭節點的ID，同時，現任簇頭節點需將自己設置為非簇頭節點，並將自己當前的簇頭節點設置為新簇頭節點的ID。簇內節點接收到現任簇頭節點發來的廣播消息後，將廣播消息中的新簇頭節點的節點ID值與自己的ID進行比較，如果相等，則說明自己在下一輪中將以簇頭的身份存在，如果不相等，則將自己的當前簇頭節點的ID設置為收到的廣播消息中的ID。當前簇頭節點的另外一個任務是重新建立簇內節點發送數據的時隙表，即TDMA調度表，並將其廣播給簇內節點，簇內成員節點接收到該消息後，計算自己發送數據的時間，在輪到自己發送數據的時候便發送數據，否則進入睡眠狀態以節省能量。
[0026]步驟6)由於新的一輪循環中對簇頭節點進行了更新操作，所以該簇域內相應的region_center_list列表也會隨之發生更新,在重新確立了簇頭節點之後，新的簇頭節點利用隨機自治的方法，從更新後的region_center_list列表中隨機選擇出一個簇頭節點作為自己的下一跳節點，從而建立起新的簇頭多跳路徑，為實現數據的多跳傳輸提供條件。
[0027]步驟7)數據多跳傳輸主要分為兩個過程，一是簇內節點與簇頭節點之間的數據通信，二是簇頭多跳路徑中簇頭之間的數據通信，以及最後和BS之間的數據通信。在第一個過程中，簇內節點在指定時隙內將採集到的數據發送給簇頭節點，在處於其他時隙時，簇內節點就處於休眠狀態，並關閉無線電模塊，當再次輪到自己發送數據時再開啟無線電模塊向簇頭節點發送數據。簇內節點兩次向簇頭節點發送數據之間的時間間隔Stime=簇內節點個數*節點發送數據所需時間。在第二個過程中，簇頭節點接收到所有簇內節點的數據之後，對數據進行融合，然後將融合後的數據發送給自己的下一跳節點，下一跳節點收到來自上一跳的數據之後，便將自己收到的簇內節點發來的數據與上一跳發來的數據融合，數據融合完成之後再發給自己的下一跳節點，以此類推直至下一跳節點為基站BS，最後將融合得到的數據發送給BS，完成數據的傳輸。
【權利要求】
1.一種基於區域劃分的傳感網節能離取改進方法，其特徵在於該方法具體包含如下步驟: 步驟I)設基站BS在整個傳感區域之外，並且位於距離整個傳感區域較遠的位置，傳感器節點將自己的地理位置信息發送給BS，BS收到傳感區域內各個傳感器節點發來的位置信息後，根據這些信息計算出區域中距離自己最近節點的距離mind和距離自己最遠節點的距離maxd ;設BS將整個區域劃分為2*k+l個部分,其中k>0且為整數,則將maxd-mind分為2*k+l段,每一段的距離為d= (maxd-mind) / (2*k+l),然後以BS為圓心，以minr+d*n為半徑畫圓，其中η>=1且n〈=k，被圈在同一圓內的傳感器節點就屬於同一部分區域；設k=l，則將整個區域可以劃分為三個部分區域，以mind+d為半徑畫圓，被圓圈起來的區域作為一級簇域GID=I,然後以mind+2*d為半徑再畫圓,被圈起來的部分減去一級簇域的部分,剩下的那部分作為二級簇域GID=2,最後以mind+3*d為半徑再畫圓,被圈起來的部分減去二級簇域的部分，剩下的部分區域作為三級簇域GID=3， 步驟2)如果傳感區域內所有傳感器節點初始能量均相等，需要將選舉簇頭的門限值Thresh設置為各個區域預先設置好的成為簇頭的概率值；在二級簇域中成為簇首的概率為P，所以該區域選舉成為簇首的門限值Thresh就設置為P ;節點產生一個O至I之間的隨機數，如果這個數小於P，則該節點就被選為簇頭；如果節點初始能量不相等，那麼需要將簇頭選舉和節點能量聯繫起來，能量相對多的節點成為簇首的概率應該更大；在二級簇域中，應用幾何關係，可以得出該簇域內節點的數量，假設該二級簇域內有η個節點，那麼該Thresh值就應該設置為E (i)/E (total) *ηΡ，其中E (i)為節點i當前的能量值，E (total)為簇域內所有節點能量的總和，這種情況下成為簇首的概率為P，該簇域內簇頭個數的期望值為nP ;同樣地，節點產生一個O至I之間的隨機數，如果這個數小於門限值Thresh，即為E (i)/E (total) *nP,則該節點就被選為簇頭；簇頭選舉出來之後,將簇頭的ID記錄到自己簇域的全局變量region_center_list中，最終得到的region_center_list就是該簇域內所有簇頭節點ID的列表； 步驟3)當簇頭節點全部選舉出來之後,簇頭節點發布通告消息告知其他節點自己是新的簇頭；同區域內的非簇頭節點接收到該消息後，根據自己與簇頭節點之間的距離來選擇加入哪個簇，當同區域內的非簇頭節點選定自己要加入的簇後，向該簇的簇頭節點發送加入該簇的消息，然後簇頭節點需要根據簇內節點的數目建立TDMA調度，並將該調度發送給各個簇內節點，當簇內節點向簇頭節點發送數據時，就必須要按照該時間調度進行數據發送，以避免數據發送時產生衝突； 步驟4)組建簇頭多跳路徑，使簇頭融合數據之後將數據以多跳方式發送給BS，減少了數據傳輸時的能量消耗；在簇頭節點選舉的時候，已經將選為簇頭節點的節點ID記錄到了region_center_list列表中，通過簇域的region_center_list列表可以得到下一跳簇域內所有節點的ID列表，該列表就相當於下一跳的候選列表；利用隨機自治的方式來確定簇頭節點的多跳路徑，簇頭節點只需從這些候選節點中隨機選出一個節點作為自己的下一跳節點，這樣就建立了各個簇頭節點的多跳路徑； 步驟5)由於簇頭節點擔負的任務比非簇頭節點重，所以消耗的能量多，這樣就容易導致簇頭節點能量耗盡而死亡；為了保持網絡內節點能量均衡分布，採用輪換簇頭節點的方法；採用靜態分簇的方法，由於在首輪循環中已經進行了簇的劃分，所以以後每輪循環階段不再重新劃分簇，只需要更新簇頭節點；除了首輪循環之外，在以後的循環過程中，現任簇頭節點根據簇內節點的剩餘能量來進行新的簇頭節點的選定，選定新的簇頭節點之後現任簇頭節點向所有簇內節點發布廣播消息，通知所有簇內節點當前新的簇頭節點的ID，同時，現任簇頭節點需將自己設置為非簇頭節點，並將自己當前的簇頭節點設置為新簇頭節點的ID;簇內節點接收到現任簇頭節點發來的廣播消息後，將廣播消息中的新簇頭節點的節點ID值與自己的ID進行比較，如果相等，則說明自己在下一輪中將以簇頭的身份存在，如果不相等，則將自己的當前簇頭節點的ID設置為收到的廣播消息中的ID ;當前簇頭節點的另外一個任務是重新建立簇內節點發送數據的時隙表，即TDMA調度表，並將其廣播給簇內節點，簇內成員節點接收到該消息後，計算自己發送數據的時間，在輪到自己發送數據的時候便發送數據，否則進入睡眠狀態以節省能量； 步驟6)由於新的一輪循環中對簇頭節點進行了更新操作，該簇域內相應的region_center_list列表也會隨之發生更新,在重新確立了簇頭節點之後，新的簇頭節點利用隨機自治的方法，從更新後的region_center_list列表中隨機選擇出一個簇頭節點作為自己的下一跳節點，從而建立起新的簇頭多跳路徑，為實現數據的多跳傳輸提供條件； 步驟7)數據多跳傳輸主要分為兩個過程，一是簇內節點與簇頭節點之間的數據通信，二是簇頭多跳路徑中簇頭之間的數據通信，以及最後和BS之間的數據通信；在第一個過程中，簇內節點在指定時隙內將採集到的數據發送給簇頭節點，在處於其他時隙時，簇內節點就處於休眠狀態，並關閉無線電模塊，當再次輪到自己發送數據時再開啟無線電模塊向簇頭節點發送數據；簇內節點兩次向簇頭節點發送數據之間的時間間隔Stime=簇內節點個數*節點發送數據所需時間；在第二個過程中，簇頭節點接收到所有簇內節點的數據之後，對數據進行融合，然後將融合後的數據發送給自己的下一跳節點，下一跳節點收到來自上一跳的數據之後，便 將自己收到的簇內節點發來的數據與上一跳發來的數據融合，數據融合完成之後再發給自己的下一跳節點，以此類推直至下一跳節點為基站BS，最後將融合得到的數據發送給BS，完成數據的傳輸。
【文檔編號】H04W52/02GK103987100SQ201410119444
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】肖甫, 蔡俊鈺, 王汝傳, 黃海平, 沙超, 蔣凌雲, 黃俊傑 申請人:南京郵電大學