一种能量高效的无线传感网络数据传输协议

摘要

无线传感网络作为现代通信技术中一个新的研究领域，已经引起了学术界和工业界的高度重视。由于无线传感网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限，如何提高能量利用率来使网络寿命最大化是传感器网络设计的首要目标。
　　 本文在不同应用场景的需求下，分析比较了经典的数据传输协议，针对规模较大、传感节点密度较高的网络环境，指出了经典簇类数据传输协议中存在的簇首分布不均匀、簇首间数据传输路径不合理等问题，提出了一种能量高效的数据传输协议EEDT(energy-efficient data transmission protocol)。
　　 EEDT协议将网络中的节点动态地划分为若干个簇，结合多跳的数据传输机制，降低了网络中的数据传输能耗，提高了网络中能耗的均衡性。EEDT协议依据簇首间的关系尽量满足正六边形的原则由网络中心向外动态选择节点做簇首，克服了LEACH协议中簇首分布不均匀的问题；簇首间数据传输由网络外层到中央的逐层次进行，借助直接序列扩频技术和数据融和技术，避免了经典分层次数据传输协议中位于基站附近的簇首因中转次数过多而早于其它簇首节点死亡的情况，减少了因碰撞重传引起的时延。在OPNET平台下，本文对比仿真了EEDT协议、LEACH协议、PEGASIS协议和BCDCP协议性能的差异。结果显示，EEDT协议保证了簇划分的合理性，有效地降低了传输时延，延长了网络寿命。