34、CERA：短距离无线网络中的节能路由算法解析

CERA：短距离无线网络中的节能路由算法解析

1. 引言

移动网络由众多可自由移动的节点组成，它们通过无线链路相互通信。短距离无线网络技术正日益普及，可分为无线个人区域网络（WPAN）和无线局域网（WLAN）两类。WPAN 技术（如蓝牙）注重低成本和低功耗，而 WLAN 技术（如 IEEE 802.11）追求更高的速度和更远的范围。由于移动网络中的大多数节点依靠电池供电，节能仍是一个重要问题，能源使用优化是重要的设计标准。

为了实现节点自主创建集群以降低功耗，并基于集群进行数据包路由，提出了基于集群的节能路由算法（CERA）。该算法由集群内数据传播协议和集群路由协议两个独立组件实现。

2. 整体协议架构假设

多数基于集群的路由协议将网络组织成节点组，即集群，目的是让动态网络看起来“不那么”动态。CERA 协议在网络接口层（NIL）和 IP 层之间运行，网络接口层包括物理层和介质访问控制（MAC）子层，处理不同网络技术的特定物理方面。

3. 集群内数据传播协议

将整个网络建模为无向图 G，顶点集 V(G) 为移动节点，边集 E(G) 为链路，且 E(G) 随时间变化。CERA 集群内数据传播协议基于图划分算法，每个域是图 G 的子图 Di，Di 是带边权重的连通无向图，边权重表示节点间发送帧所需的功率。

考虑由边集 J 诱导的 Di 的生成连通子图 D′i，目标是将 D′i 划分为 k 个完全连通的边诱导子图，即集群。使用图连接算法来寻找各种划分，定义的连接过程如下：

procedure join(H, K)